智能傳感器有哪些主要功能？

智能傳感器的功能是通過(guò)模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作，結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來(lái)的。是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能單元，它的出現(xiàn)對(duì)原來(lái)硬件性能的苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助來(lái)使傳感器的性能大幅度提高。

智能傳感器通?？梢詫?shí)現(xiàn)以下功能：

1、復(fù)合敏感功能

我們觀察周圍的自然現(xiàn)象，常見(jiàn)的信號(hào)有聲、光、電、熱、力和化學(xué)等。敏感元件測(cè)量一般通過(guò)兩種方式：直接和間接的測(cè)量。而智能傳感器具有復(fù)合功能，能夠同時(shí)測(cè)量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息。如美國(guó)加利弗尼亞大學(xué)研制的復(fù)合液體傳感器，可同時(shí)測(cè)量介質(zhì)的溫度、流速、壓力和密度。美國(guó)EG&GIC Sensors公司研制的復(fù)合力學(xué)傳感器，可同時(shí)測(cè)量物體某一點(diǎn)的三維振動(dòng)加速度、速度、位移等。

2、自適應(yīng)功能

智能傳感器可在條件變化的情況下,在一定范圍內(nèi)使自己的特性自動(dòng)適應(yīng)這種變化。通過(guò)采用自適應(yīng)技術(shù),由于它能補(bǔ)償老化部件引起的參數(shù)漂移,所以自適應(yīng)技術(shù)可延長(zhǎng)器件或裝置的壽命。同時(shí)也擴(kuò)大其工作領(lǐng)域,因?yàn)樗茏詣?dòng)適應(yīng)不同的環(huán)境條件。自適應(yīng)技術(shù)提高了傳感器的重復(fù)性和準(zhǔn)確度。因?yàn)槠湫Ｕ脱a(bǔ)償數(shù)值已不再是一個(gè)平均值,而是測(cè)量點(diǎn)的真實(shí)修正值。

3、自檢、自校、自診斷功能

普通傳感器需要定期檢驗(yàn)和標(biāo)定，以保證它在正常使用時(shí)足夠的準(zhǔn)確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場(chǎng)拆卸送到實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)部門進(jìn)行,對(duì)于在線測(cè)量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時(shí)診斷。采用智能傳感器時(shí)，情況則大有改觀。首先是，自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢，診斷測(cè)試以確定組件有無(wú)故障。其次，根據(jù)使用時(shí)間可以在線進(jìn)行校正，微處理器利用存在 E2PROM內(nèi)的計(jì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校對(duì)。

4、信息存儲(chǔ)功能

信息往往是成功的關(guān)鍵.智能傳感器可以存儲(chǔ)大量的信息，用戶可隨時(shí)查詢。這些信息可包括裝置的歷史信息。例如，傳感器已工作多少小時(shí)，更換多少次電源等等。也包括傳感器的全部數(shù)據(jù)和圖表，還包括組態(tài)選擇說(shuō)明等。此外還包括串行數(shù)、生產(chǎn)日期、目錄表和最終出廠測(cè)試結(jié)果等。內(nèi)容可以無(wú)限，只受智能傳感器本身存儲(chǔ)容量的限制。智能傳感器除了增加過(guò)程數(shù)據(jù)處理、自診斷、組態(tài)和信息存儲(chǔ)四個(gè)方面的功能外，還提供了數(shù)字通訊能力和自適應(yīng)能力。

5、數(shù)據(jù)處理功能

過(guò)程數(shù)據(jù)處理是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，智能傳感器本身提供了該功能。智能傳感器不但能放大信號(hào)，而且能使信號(hào)數(shù)字化，再用軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)節(jié)。通常，基本的傳感器不能給出線性信號(hào)，而過(guò)程控制卻把線性度作為重要的追求目標(biāo)。智能傳感器通過(guò)查表方式可使非線性信號(hào)線性化。當(dāng)然對(duì)每個(gè)傳感器要單獨(dú)編制這種數(shù)據(jù)表。智能傳感器過(guò)程數(shù)據(jù)處理的另一個(gè)例子是通過(guò)數(shù)字濾波器對(duì)數(shù)字信號(hào)濾波，從而可減少噪聲或其它相關(guān)效應(yīng)的干擾。而且用軟件研制復(fù)雜的濾波器要比用分立電子電路容易得多。環(huán)境因素補(bǔ)償也是數(shù)據(jù)處理的一項(xiàng)重要任務(wù)。微控制器能幫助提高信號(hào)檢測(cè)的精確度。例如，通過(guò)測(cè)量基本檢測(cè)元件的溫度可獲得正確的溫度補(bǔ)償系數(shù)，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的溫度補(bǔ)償。用軟件也能實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償和其它更復(fù)雜的補(bǔ)償。這是因?yàn)椴樵儽韼缀跄墚a(chǎn)生任意形狀的曲線。有時(shí)必須測(cè)量和處理幾個(gè)不同的物理量，這樣將給出各自的數(shù)據(jù)。智能傳感器的徽控制器使用戶很容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)信號(hào)的加、減、乘、除運(yùn)算。在過(guò)程數(shù)據(jù)處理方面，智能傳感器可以大顯身手。

此外，它把這些操作從中心控制室下放到接近信號(hào)產(chǎn)生點(diǎn)也是大有好處的。其一是因?yàn)榘迅郊有盘?hào)發(fā)送到控制室花費(fèi)很大，而用智能傳感器就省去了附加傳感器和引線的成本。其二是由于附加信息是在信息的應(yīng)用點(diǎn)檢測(cè)到的，這樣就大大降低了長(zhǎng)距離傳輸引入的負(fù)效應(yīng)(如噪聲、電位差等)，從而使信號(hào)更準(zhǔn)確。其三是可以簡(jiǎn)化主控制器中的軟件，提高控制環(huán)的速度。

6、組態(tài)功能

智能傳感器的另一個(gè)主要特性是組態(tài)功能。信號(hào)應(yīng)該放大多少倍?溫度傳感器是以攝氏度還是華氏度輸出溫度?對(duì)于智能傳感器用戶可隨意選擇需要的組態(tài)。例如，檢測(cè)范圍，可編程通/斷延時(shí)，選組計(jì)數(shù)器，常開(kāi)/常閉，8/12位分辨率選擇等。這只不過(guò)是當(dāng)今智能傳感器無(wú)數(shù)組態(tài)中的幾種。靈活的組態(tài)功能大大減少了用戶需要研制和更換必備的不同傳感器類型和數(shù)目。利用智能傳感器的組態(tài)功能可使同一類型的傳感器工作在最佳狀態(tài)，并且能在不同場(chǎng)合從事不同的工作。

7、數(shù)字通訊功能

如上所述，由于智能傳感器能產(chǎn)生大量信息和數(shù)據(jù)，所以用普通傳感器的單一連線無(wú)法對(duì)裝置的數(shù)據(jù)提供必要的輸入輸出。但也不能對(duì)應(yīng)每個(gè)信息各用一根引線.因?yàn)檫@樣會(huì)使系統(tǒng)非常龐雜。因此它需要一種靈活的串行通訊系統(tǒng)。在過(guò)程工業(yè)中，通常看到的是點(diǎn)與點(diǎn)串接以及串聯(lián)網(wǎng)絡(luò).如今的大趨勢(shì)是朝串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。因?yàn)橹悄軅鞲衅鞅旧韼в形⒖刂破鳎运詫儆跀?shù)字式的，因此自然能配置與外部連接的數(shù)字串行通訊。因?yàn)榇芯W(wǎng)絡(luò)抗環(huán)境影響(如電磁干擾)的能力比普通模擬信號(hào)強(qiáng)得多。把串行通訊配接到裝置上，可以有效地管理信息的傳輸，使數(shù)據(jù)只在需要時(shí)才輸出。