隨著綜合國力的不不斷發(fā)展，傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展水平也是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志，作為連接自然信息與人類感知的精確橋梁，其在采集、轉(zhuǎn)換、傳輸各種信息過程中所處的核心地位，正在不斷得到人們的關(guān)注和確認，可以說傳感器和傳感器技術(shù)幾乎已經(jīng)滲透到了人們生產(chǎn)、生活的所有領(lǐng)域。

    作為人類獲取信息的工具，傳感器是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分。傳統(tǒng)意義上的傳感器輸出的多是模擬量信號，本身不具備信號處理和組網(wǎng)功能，需連接到特定測量儀表才能完成信號的處理和傳輸功能。智能傳感器能在內(nèi)部實現(xiàn)對原始數(shù)據(jù)的加工處理，并且可以通過標(biāo)準(zhǔn)的接口與外界實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，以及根據(jù)實際的需要通過軟件控制改變傳感器的工作，從而實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。由于使用標(biāo)準(zhǔn)總線接口，智能傳感器具有良好的開放性、擴展性，給系統(tǒng)的擴充帶來了很大的發(fā)展空間。

    智能傳感器概念蕞早由美國宇航局在研發(fā)宇宙飛船過程中提出來，并于1979年形成產(chǎn)品。宇宙飛船上需要大量的傳感器不斷向地面或飛船上的處理器發(fā)送溫度、位置、速度和姿態(tài)等數(shù)據(jù)信息，即便使用一臺大型計算機也很難同時處理如此龐大的數(shù)據(jù)。何況飛船又限制計算機體積和重量，因此希望傳感器本身具有信息處理功能，于是將傳感器與微處理器結(jié)合，就出現(xiàn)了智能傳感器。

    智能傳感器系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器及相關(guān)電路組成。傳感器將被測的物理量、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，送到信號調(diào)制電路中，經(jīng)過濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換后送達微處理器。微處理器對接收的信號進行計算、存儲、數(shù)據(jù)分析處理后，一方面通過反饋回路對傳感器與信號調(diào)理電路進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對測量過程的調(diào)節(jié)和控制;另一方面將處理的結(jié)果傳送到輸出接口，經(jīng)接口電路處理后按輸出格式、界面定制輸出數(shù)字化的測量結(jié)果。微處理器是智能傳感器的核心，由于微處理器充分發(fā)揮各種軟件的功能，使傳感器智能化，大大提高了傳感器的性能。

    智能傳感器的特點：

    1.精度高：可通過自動校零去除零點，與標(biāo)準(zhǔn)參考基準(zhǔn)實時對比自動進行整體系統(tǒng)標(biāo)定、非線性等系統(tǒng)誤差的校正，實時采集大量數(shù)據(jù)進行分析處理，消除偶然誤差影響，保證智能傳感器的高精度。

    2.高可靠性與高穩(wěn)定性：能自動補償因工作條件與環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化而引起的系統(tǒng)特性的漂移，如環(huán)境溫度、系統(tǒng)供電電壓波動而產(chǎn)生的零點和靈敏度的漂移;在被測參數(shù)變化后能自動變換量程，實時進行系統(tǒng)自我檢驗、分析、判斷所采集數(shù)據(jù)的合理性，并自動進行異常情況的應(yīng)急處理。

    3.高信噪比與高分辨力：由于智能傳感器具有數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能，通過數(shù)字濾波等相關(guān)分析處理，可去除輸入數(shù)據(jù)中的噪聲，自動提取有用數(shù)據(jù);通過數(shù)據(jù)融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可消除多參數(shù)狀態(tài)下交叉靈敏度的影響。

    4.強自適應(yīng)性：具有判斷、分析與處理功能，它能根據(jù)系統(tǒng)工作情況決策各部分的供電情況、與高/上位計算機的數(shù)據(jù)傳輸速率，使系統(tǒng)工作在低功耗狀態(tài)并優(yōu)化傳輸效率。

    5.較高的性能價格比：智能傳感器具有的高性能，不是像傳統(tǒng)傳感器技術(shù)那樣通過追求傳感器本身的完善、對傳感器的各個環(huán)節(jié)進行精心設(shè)計與調(diào)試、進行“手工藝品”式的精雕細琢來獲得的，而是通過與微處理器/微計算機相結(jié)合，采用廉價的集成電路工藝和芯片以及強大的軟件來實現(xiàn)的，所以具有較高的性能價格比。

    智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動作，結(jié)合長期以來測試技術(shù)的研究和實際經(jīng)驗而提出來的。是一個相對獨立的智能單元，它的出現(xiàn)對原來硬件性能的苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助來使傳感器的性能大幅度提高。

    智能傳感器技術(shù)發(fā)展及趨勢

    1、高精度：隨著自動化生產(chǎn)程度的提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。

    2、高可靠性、寬溫度范圍：傳感器的可靠性直接影響到電子設(shè)備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永J性的方向。發(fā)展新興材料(如陶瓷)傳感器將很有前途。

    3、微型化：各種控制儀器設(shè)備的功能越來越強，要求各個部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。如傳統(tǒng)的加速度傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩(wěn)定性差、壽命也短，而利用激光等各種微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好。

    4、微功耗及無源化：傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，在野外現(xiàn)場或遠離電網(wǎng)的地方，往往是用電池供電或用太陽能等供電，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。目前，低功耗損的芯片發(fā)展很快，如T12702運算放大器，靜態(tài)功耗只有1.5安，而工作電壓只需2~5V。

    5、智能化數(shù)字化：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是單一的模擬信號(如0~10mV)，而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有的甚至帶有控制功能，這就是所說的數(shù)字傳感器。

    6、網(wǎng)絡(luò)化:網(wǎng)絡(luò)化是傳感器發(fā)展的一個重要方向，網(wǎng)絡(luò)的作用和優(yōu)勢正逐步顯現(xiàn)出來。網(wǎng)絡(luò)傳感器必將促進電子科技的發(fā)展。

    數(shù)字化輸出是智能傳感器的典型特征之一，它不僅僅是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換實現(xiàn)簡單的數(shù)字化，而是從機理上實現(xiàn)數(shù)字化輸出。其中，諧振式傳感器具有直接數(shù)字輸出、高穩(wěn)定性、高重復(fù)性、抗干擾能力強，分辨力和測量精度高等優(yōu)點。傳統(tǒng)寫真式傳感器的頻率信號檢測需要較復(fù)雜的設(shè)計，這限制了其的廣泛應(yīng)用和在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展。而現(xiàn)在只需在同一硅片上集成智能檢測電路，就可以迅速提取頻率信號從而使諧振式微機械傳感器成為國際上傳感器的研究熱點。