

近幾年來,隨著智能傳感器的發(fā)展,智能溫度傳感器也從傳統(tǒng)的模擬式向數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。在智能溫度傳感器中,軟件和硬件的合理配合既可以增強傳感器的功能、提高傳感器的精度,又可以使溫度傳感器的結(jié)構(gòu) 為簡單和緊湊,使用 加方便。將智能溫度傳感器的軟件和硬件相結(jié)合就是將溫度傳感器與各種微處理器結(jié)合,連接到網(wǎng)絡中,通過智能理論(人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)技術(shù)、模糊技術(shù)等)對采樣數(shù)據(jù)進行處理,形成帶有信號處理、溫度控制、邏輯功能等一系列功能的智能溫度傳感器。
(1)傳感器信號數(shù)字化
在設計帶有傳感器的系統(tǒng)時, 先會建立傳感器對被測物理量的響應的數(shù)學模型,以及信號調(diào)理電路對傳感器輸出信號的期望響應的數(shù)學模型,然后用電路實現(xiàn)這些數(shù)學模型。盡管這些模型都很好,但是這些模型與實際電路的響應有偏差,這是因為數(shù)字不會隨時間而改變。正是這個原因,如今的設計中包含模一數(shù)轉(zhuǎn)換電路,它負責將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,那么就能通過微處理器中運行的軟件來完成信息處理。模一數(shù)轉(zhuǎn)換器其實就是一枚單片的半導體器件,它能夠準確地、穩(wěn)定地工作于變化的環(huán)境中,大多數(shù)的環(huán)境補償電路都可以集成到ADC器件中,減少了系統(tǒng)的器件總數(shù),無論從系統(tǒng)性能還是商業(yè)前景的角度來看,都是大有益處的。
(2)增加智能化
傳感器信號被數(shù)字化之后,主要有兩種途徑來對這些數(shù)據(jù)進行處理,從而實現(xiàn)算法定義的功能。 種是采用的數(shù)字硬件電路,通件連線實現(xiàn)我們設計的算法;另一種則是采用微處理器完成。一般來說,硬件比微處理器系統(tǒng)的速度 快,但是其成本較高并且缺乏靈活性。當不需要硬件那么高的運算速度時,由于微處理器適用的場合 廣泛,因此具有 的設計靈活性,設計成本 低。
系統(tǒng)具有了智能的特點,就可以解決自動完成標定,通過純數(shù)學的處理算法器件漂移,甚至還能通過定期監(jiān)控環(huán)境條件自動進行適當?shù)恼{(diào)整來補償環(huán)境變化??梢?,只要賦予系統(tǒng)一個“大腦”,就能實現(xiàn)許多人們想實現(xiàn)的功能。
(3)實現(xiàn)而的通信
實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)共享,就可以很容易地擴大那些需要共享傳感器輸出信號的系統(tǒng)的規(guī)模。由于傳感器定的輸出信號是數(shù)字的,因此能夠地實現(xiàn)共享。就像在人類的世界中共享信息后會使信息量增大一樣,與本系統(tǒng)或者其它系統(tǒng)中的某個部件共享傳感器測量值后也會使系統(tǒng)的總測量值變多。為了實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)共享的目標, 裝備帶有標準通信接口的智能傳感器,使它們能與其他部件交換信息。通過標準通信方式,盡可能廣泛、簡便和地共享傳感器輸出信號,從而 大限度地發(fā)揮傳感器及其產(chǎn)生信息的作用。
(4)智能傳感器的生成
如今,智能傳感器就是把上述的三個特點結(jié)合在一起,即:含有用于測量的一個或者多個敏感元件;具有用于分析敏感元件所測結(jié)果的運算元件;與外界相連的通信接口,它使傳感器能在一個 大的系統(tǒng)中與其他部件交換信息。其中后面兩點是智能傳感器與常規(guī)傳感器的主要區(qū)別,智能傳感器具有將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒌哪芰?,能在本地使用信息,還能將信息傳輸至系統(tǒng)中的其他部件,這些都是常規(guī)的傳感器無法做到的。