浅析智能传感器的应用

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【摘要】因为智能传感器对比传统的传感器有着很多的优势，所以其发展速度相当之快，在不久的将来，智能传感器将会得到更广泛的应用，以快速的收回投资。

【关键词】智能传感器；自动化；功能；优势

智能传感器是具有信息处理功能的传感器，具有采集、处理、交换信息的能力，其可大大降低信息分散处理的成本，因此，智能传感器在自动化领域取得了较大的发展。

1 智能传感器的功能

1.1 具有自动补偿的能力: 智能传感器可以利用软件对传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间等因素的感应来完成自动补偿的功能。

1.2 具有自动校准的能力: 使用者在任意输入某一标准量值之后，智能传感器的自动校准软件就可以自行对传感器进行校准任务。

1.3 具有自动诊断的能力：当智能传感器与电源接通后，就能够对传感器的各个部分进行自动诊断，并可诊断发生故障的具置。

1.4 具有数值处理的能力: 智能传感器可以利用智能传感器内部的程序对数据进行自动处理，他可以完成类似于进行统计处理, 剔除异常值等数据处理任务。

1.5 具有双向通信的能力: 微处理器与智能传感器之间形成闭环结构，微处理器不但可以接收和处理传感器的信息数据，它还可将信息反馈至智能传感器，进而对测量过程进行调节和控制。

1.6 具有信息存储和记忆功能：智能传感器的内部安装了一定的自动化软件系统，可以对智能传感器接收到的信息和数据进行自动的存储和记忆，大大的保障了信息的存储。

1.7 具有数字量输出的功能: 智能传感器可以输出数字信号，这种功能很大程度上方便了与计算机或接口总线进行连接，便于数字和信息的输出。

上述智能传感器的功能是世界最先进水平的传感器具备的，而我国目前所研发的智能传感器仅仅具有上述功能中的一小部分。对于传统的传感器，它只能作为一种敏感元件来对物理量的变化进行检测，而现今的智能传感器却包括测量信号调理、数据处理以及数据显示等功能，所有仪器仪表具备的功能，它几乎一体都具有了，可见智能传感器的功能已延伸到仪器仪表的领域。

伴随国际自动化技术水平的不断发展与进步，智能传感器的功能将会进一步的提高与完善，人工神经网、人工智能、信息处理等技术技术也将在智能传感器中得到更广泛的应用，更高级的智能系统也会逐渐的被带到智能传感器的研究中来，使其可以自行进行分析、判断、自适应、自学习的功能，从而完成图象识别、特征检测、多维检测等复杂任务，做到真正意义上的智能化。

2 智能传感器的优点

传感器作为获取信息的重要工具，就像人的五官一样，是我们生活和生产中不可缺少的重要组成部分。它在工业生产、国防建设和科学技术等领域都发挥着不可替代的作用。虽然它的作用已经不能小觑，但与高速发展的计算机比较起来，作为五官的传感器远远赶不上上作为大脑的计算机的发展速度。

测控系统自动化、智能化的不断发展与进步，对传感器准确度高、可靠性高、稳定性好的要求也逐渐提高，现在它已经具备了一定的数据处理能力，并且可以自己完成自检、自校、自补偿等工作。就目前自动化发展的规模来看，传统的传感器已经不能满足智能传感器的发展需求。制造高性能、高智能的传感器，仅仅依靠改进材料和技术工艺是很困难的，这就需要我们利用计算机技术与传感器技术来对其性能的不足进行一定的弥补。早在很久以前，计算机技术使传感器技术发生了巨大的变化，微计算机与传感器相结合将会产生功能强大的智能传感器这一产物。当下，国际上已经有很多的科学家已经开始朝着这一方向进行开拓和研制，并且已经研制出一些比较先进的智能传感器。智能传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新的产物，它具有体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高、技术附加值高, 适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。

智能传感器可以很容易对非线性的传递函数进行校正，这样就可以得到一个线性度非常好的输出结果，某种程度上消除了非线性传递对传感器应用的约束。智能传感器具有稳定性好、精确度高、灵敏度高的特点，除此之外，各要素的集成化和用途上的多样化、功能上的系统化、智能化和结构上的复合性也是智能传感器所具备的。

3 智能传感器的应用

随着智能传感器的不断发展,它们在科技、工业、国防等各个部门都得到更广泛的应用。

3.1 在跟踪系统中的利用

利用智能传感器技术和一个用户界面友好的指挥和控制系统，可以快速获取准确和综合的信息。它是一种出色的雷达系统，可以在陆地和水面上分辨和跟踪海上及空中目标，通过仪器观测到的距离远远超过了地平线之外。

3.2 在计算机视觉系统中的利用

在计算机视觉系统中，智能传感器不仅直接确定数据集的范围，还通过测量确保系统的安全。获得需要到达的地点信息，安置系统以得到高质量的信息。适应实践和环境的变化，甚至获得特殊的指令，控制器件的动作。

3.3 在航天领域中的应用

智能传感器最早是应用在航天领域。宇宙飞船中需要测量大量参数, 有反映运行轨道的速度、加速度、姿态、方位等参数, 有反映宇航员生存环境的温度、湿度、气压、空气成分等参数, 因此需要大量的传感器。这些大量的原始数据若直接送到计算机中, 无疑会增加主计算机的负担, 影响处理速度。为了提高效率和可靠性, 选用智能传感器可以大大减少传感器的数量和连接电缆线的重量, 这恰是导弹、卫星、宇宙飞船等飞行器所需要的, 所以它们在航空航天领域中起着非常重要的作用。

3.4 在工业中的应用

在工业生产中, 随着生产过程自动化的发展, 采集的数据越来越多, 需要使用大量传感器和计算机。特别是需要智能传感器。智能传感器和多功能传感器在机器人中有广阔的应用前景。特别是智能机器人, 需要根据采集的信息进行识别、判断、决策。智能传感器如同人的五官, 可以使机器人具有感知功能。现在一些国家在研究开发可以识别物体形状的触觉传感器, 分辨不同气体的嗅觉传感器。

3.5 在汽车领域的应用

智能传感器在汽车领域的应用已经比较广泛，下面以智能传感器在汽车动力系统的应用为例来介绍其再汽车领域中的应用。

因为汽车动力系统中智能传感器的研究较早，因此，智能传感器汽车动力系统的应用技术也在逐步完善。这各个部分的系统中都离不开传感器的应用，它们的电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠，而且汽车车体内的空间有限，构建系统的空间更是有限，所以，快速可靠、精度高、体积小的智能传感器是优先选择之一。

4 结语

智能传感器是现在和未来传感技术发展的方向。由于自动化技术的再发展，智能传感器技术也正在不断发展，但低成本、高质量的工艺制造过程是成功地把传感器引入到更广阔领域的先决条件，所以智能传感器将面临着更大的机遇和挑战, 科技工作者、政府和产业界对服务于信息科学智能传感器的重视正日益显著，开发出质量高、成本低的汽车智能传感器势在必行。智能传感器的出现将会使我国自动化水平上升又一个新的台阶，随着智能传感器技术的不断成熟和成本的不断降低，将有着巨大的市场与应用场合，在今后的生活和生产中必将发挥其重要作用。

参考文献:

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