[课件]智能传感器PPT
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《智能手机传感器》课件
智能手机传感器
探索智能手机传感器的定义、作用和分类，了解其工作原理和应用领域，展 望其发展趋势和市场前景。
智能手机传感器的定义和作用
1 定义
智能手机传感器是集成在手机中的特殊设备，用于检测和测量手机的环境和用户交互。
2 作用
传感器可以帮助手机感知周围的环境，实现自动调节亮度、屏幕旋转、指纹解锁等功能。
智能手机传感器的分类和种类
加速度传感器
检测手机的加速度和倾斜角度， 用于屏幕旋转、游戏控制等。
近距离传感器
检测手机与物体的距离，用于自 动关闭屏幕和调节亮度。
陀螺仪传感器
测量手机的旋转和方向，用于虚 拟现实和增强现实应用。
环境光传感器
感知周围的光照强度，用于自动 调节屏幕亮度。
智能手机传感器的工作原理
1
传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器感知
传感器通过感知周围的物理量或信号。
2
信号转换
传感器将感知到的信号转换为数字信号。
3
传输与处理
数字信号通过手机系统传输和处理，实现各种功能。
智能手机传感器的应用领域
智能家居
通过传感器实现智能家居的自动化控制。
健康监测
传感器用于监测心率、步数等健康数据。
导航与定位
利用传感器提供的数据实现手机导航和定位功能。
智能手机传感器的发展趋势
1 更多传感器
未来智能手机可能加入更多类型的传感器，拓展应用领域。
2 更高精度
传感器技术将不断提升，实现更高精度的测量和感知。
3 智能融合
传感器与人工智能的融合将实现更智能和个性化的手机体验。
智能手机传感器的市场前景
智能家居市场
随着智能家居的普及，智能手机 传感器市场将迎来巨大的增长。
探索智能手机传感器的定义、作用和分类，了解其工作原理和应用领域，展 望其发展趋势和市场前景。
智能手机传感器的定义和作用
1 定义
智能手机传感器是集成在手机中的特殊设备，用于检测和测量手机的环境和用户交互。
2 作用
传感器可以帮助手机感知周围的环境，实现自动调节亮度、屏幕旋转、指纹解锁等功能。
智能手机传感器的分类和种类
加速度传感器
检测手机的加速度和倾斜角度， 用于屏幕旋转、游戏控制等。
近距离传感器
检测手机与物体的距离，用于自 动关闭屏幕和调节亮度。
陀螺仪传感器
测量手机的旋转和方向，用于虚 拟现实和增强现实应用。
环境光传感器
感知周围的光照强度，用于自动 调节屏幕亮度。
智能手机传感器的工作原理
1
传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器感知
传感器通过感知周围的物理量或信号。
2
信号转换
传感器将感知到的信号转换为数字信号。
3
传输与处理
数字信号通过手机系统传输和处理，实现各种功能。
智能手机传感器的应用领域
智能家居
通过传感器实现智能家居的自动化控制。
健康监测
传感器用于监测心率、步数等健康数据。
导航与定位
利用传感器提供的数据实现手机导航和定位功能。
智能手机传感器的发展趋势
1 更多传感器
未来智能手机可能加入更多类型的传感器，拓展应用领域。
2 更高精度
传感器技术将不断提升，实现更高精度的测量和感知。
3 智能融合
传感器与人工智能的融合将实现更智能和个性化的手机体验。
智能手机传感器的市场前景
智能家居市场
随着智能家居的普及，智能手机 传感器市场将迎来巨大的增长。
智能传感技术介绍课件(2024)
19
05
智能传感技术发展趋势与挑战
2024/1/29
20
技术创新方向预测
微型化与集成化
随着微电子技术的发展，智能传 感器将趋向微型化、集成化，实 现更高精度的测量与更广泛的应
用。
2024/1/29
智能化与网络化
借助人工智能、大数据等技术，智 能传感器将具备自学习、自决策能 力，同时通过网络实现互联互通， 构建智能传感网络。
2024/1/29
33
数据分析和结论总结
2024/1/29
• 根据实验数据，评估传感器的性能指标和优缺点 。
34
数据分析和结论总结
结论总结
分析实验结果与预期目标的 差异，探讨可能的原因和改 进措施。
2024/1/29
总结实验过程中遇到的问题 和解决方法，提出改进意见 和建议。
根据实验结果和数据分析， 得出关于智能传感器设计和 制作的结论和启示。
2024/1/29
嵌入式系统与微处理器在智能传感技术中的应用
实现传感器的智能化、网络化、集成化等功能，提高传感器的测量速度、精度和可靠性。同时，嵌入式系统 和微处理器还可以实现传感器的自诊断、自校准等功能，提高传感器的维护性和使用寿命。
14
04
典型应用场景分析
2024/1/29
15
工业自动化领域应用
2024/1/29
传感器通过敏感元件感受被测量，然后通过转换元件将敏感元件感受到的被测量转换成电信号或其他形 式的信号输出。
8
传感器类型与特点
根据传感器的工作原理，传感器可分为电阻式、电容式、电感式 、压电式、热电式、光电式等多种类型。
电阻式传感器利用电阻应变效应原理，将被测量转换成电阻值的 变化；电容式传感器则是将被测量的变化转换成电容量的变化。
05
智能传感技术发展趋势与挑战
2024/1/29
20
技术创新方向预测
微型化与集成化
随着微电子技术的发展，智能传 感器将趋向微型化、集成化，实 现更高精度的测量与更广泛的应
用。
2024/1/29
智能化与网络化
借助人工智能、大数据等技术，智 能传感器将具备自学习、自决策能 力，同时通过网络实现互联互通， 构建智能传感网络。
2024/1/29
33
数据分析和结论总结
2024/1/29
• 根据实验数据，评估传感器的性能指标和优缺点 。
34
数据分析和结论总结
结论总结
分析实验结果与预期目标的 差异，探讨可能的原因和改 进措施。
2024/1/29
总结实验过程中遇到的问题 和解决方法，提出改进意见 和建议。
根据实验结果和数据分析， 得出关于智能传感器设计和 制作的结论和启示。
2024/1/29
嵌入式系统与微处理器在智能传感技术中的应用
实现传感器的智能化、网络化、集成化等功能，提高传感器的测量速度、精度和可靠性。同时，嵌入式系统 和微处理器还可以实现传感器的自诊断、自校准等功能，提高传感器的维护性和使用寿命。
14
04
典型应用场景分析
2024/1/29
15
工业自动化领域应用
2024/1/29
传感器通过敏感元件感受被测量，然后通过转换元件将敏感元件感受到的被测量转换成电信号或其他形 式的信号输出。
8
传感器类型与特点
根据传感器的工作原理，传感器可分为电阻式、电容式、电感式 、压电式、热电式、光电式等多种类型。
电阻式传感器利用电阻应变效应原理，将被测量转换成电阻值的 变化；电容式传感器则是将被测量的变化转换成电容量的变化。
智能模糊传感器ppt课件
新型材料在智能模糊传感器中应用前景
石墨烯等二维材料
具有优异的电学、力学和热学性能，可用于制造高灵敏度、高稳定 性的智能模糊传感器。
生物兼容性材料
利用生物兼容性材料，可以制造出能够与生物体相容的智能模糊传 感器，用于生物医学等领域。
柔性电子材料
柔性电子材料可弯曲、可折叠，适用于各种复杂形状的表面，为智能 模糊传感器的设计和制造提供了更多可能性。
智能制造
在智能制造系统中，智能模糊传感器能够实现对生产过程 中的各种参数和状态的实时监测和控制，提高生产过程的 自动化和智能化水平。
智能交通
在智能交通系统中，智能模糊传感器能够实现对车辆状态 、路况等信息的实时监测和预警，提高交通系统的安全性 和效率。
智慧农业
在智慧农业系统中，智能模糊传感器能够实现对土壤、气 候等环境参数的实时监测和调节，提高农业生产的精准度 和效率。
学生自我评价报告
知识掌握程度
通过本次课程的学习，我对智能模糊传感器的基本原理、 应用领域和设计实现有了更深入的了解，掌握了相关的知 识和技能。
实践能力提升
通过课程中的实验和项目实践，我提高了自己的动手能力 和解决问题的能力，学会了如何将理论知识应用于实际中 。
团队协作与沟通
在课程中的小组讨论和团队作业中，我学会了与团队成员 协作完成任务，提高了自己的沟通能力和团队协作能力。
综合评估方法
采用多指标综合评价方法，对传感器的性能 进行全面评估。
04
智能模糊传感器在物 联网中应用
物联网架构下智能模糊传感器作用
01
感知层
智能模糊传感器作为感知层的核心组件，能够实现对各种环境参数、物
体状态等信息的实时感知和采集。
02
《智能传感器》PPT课件
整理课件
18
目前，由于传感器智能化和集成化的要求，使得固体图像传感器有三 维集成的发展趋势。例如，在同一硅片上，用超大规模集成电路工艺 制作三维结构的智能传感器，下图为这种三维结构智能化传感器的一 种形式。
整理课件
19
右图为具有三层结构的三维集成智能图 像传感器的结构图。它用以提取待测物 体的轮廓图，它的第一层为光电转换面 阵，由第一层输出的信号并行进入第二 层电流型MOS模拟信号调理电路，输 出的模拟信号再进入第三层，转换成二 进制数并存储在存储器中，与第三层相 连的是信号读出（放大）单元。信号读 出单元的作用是通过地址译码读取存储 器中的信号信息。
整理课件
7
（2）可靠性与高稳定性强
1.自动补偿因工作条件与环境参数发生变化所引起的系统 特性的漂移，如温度变化而产生的零点和灵敏度漂移；
2.当被测参数变化后能自动改换量程； 3.能实时自动进行系统的自我检验，分析、判断所采集到 的数据的合理性，并给出异常情况的应急处理（报警或故障提 示）。
整理课件
9
（4）自适应能力强
由于智能传感器具有判断、分析与处理功能，它能根据系 统工作情况决策各部分的供电情况，优化与上位计算机的数据 传送速率，并保证系统工作在最优低功耗状态。
整理课件
10
（5）性格价格比高
智能传感器所具有的上述高性能，不是像传统传感器技术 追求传感器本身的完善，对传感器的各个环节进行精心设计与 调试来获得，而是通过与微处理器/计算机相结合，即是采用低 价的集成电路工艺和芯片以及强大的软件来实现的。
整理课件
2
现代信息技术的三大基础： 传感器技术：信息的采集 通 信 技 术 ：信息的传输 计算机技术：信息的处理
“感官” “神经” “大脑”
智能传感器课件
(具有电脑功能的超微型传感器)
• 总线技术的标准化与规范化；
(目前采用的总线： 1-wire, I2C, SMBus, SPI, Micro Wire, USB总线。智能传感器作为从机， 可通过专用总线接口与主机进行通信)
•虚拟传感器； (基于软件开发而成的智能传感器)
• 网络传感器； (包含数字传感器、网络接口
采用4线制接法消除引线电阻的影响
Pt1000
单电源供电电路
Pt1000
ADT70在电阻应变仪中的应用
温度补偿片
输出电压
测量应变片
四、单片硅压力传感器及信号调理器 的原理及应用
普通压阻式压力传感器
硅杯 应变电阻桥路
集成硅压力传感器(ISP)
传感器单元 信号调理 温度补偿 压力修正
MPX2100/4100A/5100/5700系列集成硅压力传感器
适配AC1226构成隔离式热电偶冷端补偿及信号调理 器，能在恶劣的工业环境下长期、可靠地工作，满足 工业现场测试的需要。
模块工作温度： -20~85℃
1B51型隔离式热电偶信号调理器内部电路框图
AC1226与1B51的典型接线
AD594/595/596/597型单片热电偶冷端温度补偿器
美国ADI公司生产 把仪表放大器和热电偶冷端温度补偿器集成在
4、通用智能温度控制器 在3的基础上发展而成，适配各种微控制器构成智能
化温控系统；可脱离微控制器单独工作，自行构成一个 温控仪，可连续转换也可单次转换。
5、微机散热保护专用的智能温度控制器 专为微机散热保护而设计，可通过散热风扇来控制PC
机中CPU的温度。
基于I2C总线的MAX6626型智能温度传感器
2 、模拟集成温度控制器： 包括温控开关、可编程温度控制器
• 总线技术的标准化与规范化；
(目前采用的总线： 1-wire, I2C, SMBus, SPI, Micro Wire, USB总线。智能传感器作为从机， 可通过专用总线接口与主机进行通信)
•虚拟传感器； (基于软件开发而成的智能传感器)
• 网络传感器； (包含数字传感器、网络接口
采用4线制接法消除引线电阻的影响
Pt1000
单电源供电电路
Pt1000
ADT70在电阻应变仪中的应用
温度补偿片
输出电压
测量应变片
四、单片硅压力传感器及信号调理器 的原理及应用
普通压阻式压力传感器
硅杯 应变电阻桥路
集成硅压力传感器(ISP)
传感器单元 信号调理 温度补偿 压力修正
MPX2100/4100A/5100/5700系列集成硅压力传感器
适配AC1226构成隔离式热电偶冷端补偿及信号调理 器，能在恶劣的工业环境下长期、可靠地工作，满足 工业现场测试的需要。
模块工作温度： -20~85℃
1B51型隔离式热电偶信号调理器内部电路框图
AC1226与1B51的典型接线
AD594/595/596/597型单片热电偶冷端温度补偿器
美国ADI公司生产 把仪表放大器和热电偶冷端温度补偿器集成在
4、通用智能温度控制器 在3的基础上发展而成，适配各种微控制器构成智能
化温控系统；可脱离微控制器单独工作，自行构成一个 温控仪，可连续转换也可单次转换。
5、微机散热保护专用的智能温度控制器 专为微机散热保护而设计，可通过散热风扇来控制PC
机中CPU的温度。
基于I2C总线的MAX6626型智能温度传感器
2 、模拟集成温度控制器： 包括温控开关、可编程温度控制器
《智能传感器》PPT课件
（11-7） （11-8）
精选课件ppt
34
11.5.3 非线性补偿技术
二次曲线差值法
若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大， 则两插值点之间的曲线将很弯曲，如图11-14所示。这时 若仍采用线性插值法，误差就很大。可以采用二次曲线插 值法，这是通过曲线上的三个点作一抛物线（图中的实 线），用此曲线代替原来的曲线。
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9
11.2.1 非集成化实现
非集成化智能传感器是将传统的经典传感器（采用非集成化 工艺制作的传感器，仅具有获取信号的功能）、信号调理电 路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个 智能传感器系统。其框图如图11-4所示。
图11-4 非集成式智能传感器外壳
这种非集成化智能传感器是在现场总线控制系统发展形势的
精选课件ppt
37
11.5.3 非线性补偿技术 （二）对分搜索法
在实际应用中，很多表格都很长，且难以用计算查表法进行查找， 但是这种表格一般都满足从大到小（或从小到大）的顺序。对于这 种表格可以采用对分搜索法进行查找。
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24
11.4.3 A/D转换器的选择 A/D转换器的种类很多，主要有比较型和积分型两大类，其 中常用的是逐次逼近型、双积分型和V-F转换器。 虽然芯片繁多，性能各异，但从使用角度看，其外特性不外乎 有以下四点：
模拟信号输入端 数字量的并行输出端； 启动转换的外部控制信号； 转换完毕同转换器发出的转换结束信号。
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17
11.2.4 集成化智能传感器的几种模式
中级形式/自立形式
中级形式是在组成环节中除敏感单元与信号调理电路外， 必须含有微处理器单元，即一个完整的传感器系统封装在 一个外壳里的形式。
传感器与检测技术第十章智能传感技术PPT课件
XYXY0 a1
YXY0 YRY0
XR
10-16
式中 YX—被测目标参量X为输
入量时的输出值；
YR—标准值XR为输入量 时的输出值；
Y0—零点标准值X0为输入 量时的输出值.
图10-12 检测系统自校准原理框图
9
第10章 智能传感技术 三噪声抑制技术 如果信号的频谱和噪声的频谱不重合,则可 用滤波器消除噪声；当信号和噪声频带重合或噪 声的幅值比信号大时就需要采用其他的噪声抑制 方法,如相关技术、平均技术等来消除噪声.
30
第10章 智能传感技术
图10-48 基于IEEE1451.2的 网络传感器结构
31
第10章 智能传感技术
其中STIM由符合标准的变送器自身带有内部信息包 括制造商、数据代码、序列号、使用的极限、未定量及 校准系数等组成.当电源接通时,这些数据可提供给NCAP 及系统其他部分.当NCAP读入一个STIM中TEDS数据时 ,NCAP可知道这个STIM的通信速度、通道数及每个通道 上变送器的数据格式,并知道所测物理量的单位及怎样将 所得到的原始数据转换为国际标准单位.
21
第10章 智能传感技术
§10-3 网络传感器
一、网络传感器及其特点 网络传感器是指在现场级就实现了TCP/IP协议这里 ,TCP/IP协议是一个相对广泛的概念,还包括UDP、HTTP 、SMTP、POP3等协议的传感器,这种传感器使得现场 测控数据能就近登临网络,在网络所能及的范围内实时 发布和共享.
22
第10章 智能传感技术
网络传感器就是采用标准的网络协议,同时采用模块 化结构将传感器和网络技术有机地结合在一起的智能传 感器.它是测控网中的一个独立节点,其敏感元件输出的模 拟信号经A/D转换及数据处理后,能由网络处理装置根据 程序的设定和网络协议封装成数据帧,并加上目的地址,通 过网络接口传输到网络上.反之,网络处理器又能接收网络 上其他节点传给自己的数据和命令,实现对本节点的操作. 网络传感器的基本结构如图10-46所示.
现代智能传感技术及应用ppt课件
警和应急救援提供支持。
05
挑战与未来发展趋势预测
技术挑战及解决方案探讨
传感器小型化与集成化
提高传感器灵敏度、降低功耗、实现 微型化设计，同时解决集成化过程中
的信号干扰、热管理等问题。
传感器智能化
多传感器融合技术
研发具有自学习、自适应能力的智能 传感器，实现传感器与人工智能技术
的深度融合。
解决多源信息融合、协同感知等技术 难题，提高传感器系统的整体性能。
03
智能传感技术关键问题探讨
灵敏度与选择性优化
高灵敏度传感材料
研究
探索具有高灵敏度、快速响应的 传感材料，如纳米材料、生物材 料等，提高传感器对目标物质的 检测能力。
选择性增强技术
通过表面修饰、分子印迹等技术 手段，提高传感器对特定物质的 选择性识别能力，降低干扰物质 的影响。
多参数优化
综合考虑传感器的灵敏度、选择 性、响应速度等参数，进行多目 标优化，提升传感器整体性能。
通信接口技术
通过有线或无线方式与上位机或网络 进行通信，实现数据的传输和共享。
算法技术
运用各种算法对传感器数据进行处理 和分析，提高测量精度和智能化程度 。
应用领域与市场前景
应用领域
智能传感技术广泛应用于工业自动化、环境监测、智能家居、医疗健康、智能交通等领域，为各个领域的发展提 供了重要的技术支持。
微型化与集成化设计
微型化技术
利用微纳加工技术，实现传感器的微型化设 计，降低传感器体积和重量，提高便携性和 应用范围。
集成化技术
将多个传感器或功能模块集成在一个芯片或系统中 ，实现多功能一体化设计，提高系统整体性能。
智能化技术
结合人工智能、大数据等技术，实现传感器 的智能化数据处理和分析能力，提升传感器 应用水平。
05
挑战与未来发展趋势预测
技术挑战及解决方案探讨
传感器小型化与集成化
提高传感器灵敏度、降低功耗、实现 微型化设计，同时解决集成化过程中
的信号干扰、热管理等问题。
传感器智能化
多传感器融合技术
研发具有自学习、自适应能力的智能 传感器，实现传感器与人工智能技术
的深度融合。
解决多源信息融合、协同感知等技术 难题，提高传感器系统的整体性能。
03
智能传感技术关键问题探讨
灵敏度与选择性优化
高灵敏度传感材料
研究
探索具有高灵敏度、快速响应的 传感材料，如纳米材料、生物材 料等，提高传感器对目标物质的 检测能力。
选择性增强技术
通过表面修饰、分子印迹等技术 手段，提高传感器对特定物质的 选择性识别能力，降低干扰物质 的影响。
多参数优化
综合考虑传感器的灵敏度、选择 性、响应速度等参数，进行多目 标优化，提升传感器整体性能。
通信接口技术
通过有线或无线方式与上位机或网络 进行通信，实现数据的传输和共享。
算法技术
运用各种算法对传感器数据进行处理 和分析，提高测量精度和智能化程度 。
应用领域与市场前景
应用领域
智能传感技术广泛应用于工业自动化、环境监测、智能家居、医疗健康、智能交通等领域，为各个领域的发展提 供了重要的技术支持。
微型化与集成化设计
微型化技术
利用微纳加工技术，实现传感器的微型化设 计，降低传感器体积和重量，提高便携性和 应用范围。
集成化技术
将多个传感器或功能模块集成在一个芯片或系统中 ，实现多功能一体化设计，提高系统整体性能。
智能化技术
结合人工智能、大数据等技术，实现传感器 的智能化数据处理和分析能力，提升传感器 应用水平。
第13章 智能传感器和多功能传感器.ppt
第13章 智能传感器和多功能传感器
第13章 智能传感器和多功能传感器
13.1 智能传感器概述 13.2 智能传感器的结构框图 13.3 智能传感器件常用软件及设计
13.4 信号处理与μP接口技术
13.5 几种智能传感器简介 13.6 人工神经网络智能气体传感器 13.7 多功能传感器
第13章 智能传感器和多功能传感器
第13章 智能传感器和多功能传感器
（3） 加权递推平均滤波：上述递推平均滤波法中所有采 样值的权系数都相同，在结果中所占的比例相等。 这会对时 变信号引起滞后。为了增加新鲜采样数据在递推滤波中的比重， 提高传感器对当前干扰的抑制能力，可以采用加权递推平均滤 波算法，对不同时刻的数据加以不同的权，通常愈接近现时刻 的数据，权取得愈大。N项加权递推平均滤波算法为
查表法需要根据实验数据求得校正曲线，然后把曲线上的 各个校正点的数据以表格形式存入智能传感器的内存中去。 一个校正点的数据对应一个（或几个）内存单元，在实时测量 中通过查表来修正测量结果。查表法的速度快，但为了进一步 提高测量精度，需要增加校正表中的校正数据，这样会增加表 的长度， 增大占用的内存空间和查表时间。
（2） 利用新的加工技术。近年来，微电子机械技术（MEMS） 日趋成熟，可以加工高性能的微结构传感器，ASIC制作技术也可 用于制造智能传感器。
（3） 采用新的测量原理和方法。谐振式传感器输出数字量， 可以直接与微机及接口总线连接，不用A/D转换器。另外，光纤 传感器、化学传感器、生物传感器等新型传感器为智能传感器提 供新的信息来源。
第13章 智能传感器和多功能传感器
IEEE-488标准总线共有16根信号线：8根双向数据总线； 3根挂钩线，即数据有效线DAV、未准备好接收数据线NRFD、 未收到数据线NDAC；5根管理线，即注意线ATN、接口清除线 IFC、实行远控制线REN、服务请求线SRQ、结束与识别线EIO， 如图13.3所示。这个总线可以与带有IEEE-488标准总线的计 算机、电压表、电源、信号源等智能仪器相连，完成各种功 能。
第13章 智能传感器和多功能传感器
13.1 智能传感器概述 13.2 智能传感器的结构框图 13.3 智能传感器件常用软件及设计
13.4 信号处理与μP接口技术
13.5 几种智能传感器简介 13.6 人工神经网络智能气体传感器 13.7 多功能传感器
第13章 智能传感器和多功能传感器
第13章 智能传感器和多功能传感器
（3） 加权递推平均滤波：上述递推平均滤波法中所有采 样值的权系数都相同，在结果中所占的比例相等。 这会对时 变信号引起滞后。为了增加新鲜采样数据在递推滤波中的比重， 提高传感器对当前干扰的抑制能力，可以采用加权递推平均滤 波算法，对不同时刻的数据加以不同的权，通常愈接近现时刻 的数据，权取得愈大。N项加权递推平均滤波算法为
查表法需要根据实验数据求得校正曲线，然后把曲线上的 各个校正点的数据以表格形式存入智能传感器的内存中去。 一个校正点的数据对应一个（或几个）内存单元，在实时测量 中通过查表来修正测量结果。查表法的速度快，但为了进一步 提高测量精度，需要增加校正表中的校正数据，这样会增加表 的长度， 增大占用的内存空间和查表时间。
（2） 利用新的加工技术。近年来，微电子机械技术（MEMS） 日趋成熟，可以加工高性能的微结构传感器，ASIC制作技术也可 用于制造智能传感器。
（3） 采用新的测量原理和方法。谐振式传感器输出数字量， 可以直接与微机及接口总线连接，不用A/D转换器。另外，光纤 传感器、化学传感器、生物传感器等新型传感器为智能传感器提 供新的信息来源。
第13章 智能传感器和多功能传感器
IEEE-488标准总线共有16根信号线：8根双向数据总线； 3根挂钩线，即数据有效线DAV、未准备好接收数据线NRFD、 未收到数据线NDAC；5根管理线，即注意线ATN、接口清除线 IFC、实行远控制线REN、服务请求线SRQ、结束与识别线EIO， 如图13.3所示。这个总线可以与带有IEEE-488标准总线的计 算机、电压表、电源、信号源等智能仪器相连，完成各种功 能。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•数据存储和记忆功能；
•双向通信功能。（能通过RS-232，RS-485，USB，I2C等
标准总线接口，直接与微机通信。）
智能传感器原理框图
被 测 信 号
传 感 器
信 号 调 理 电 路
微 处 理 器
输 出 接 口
数 字 量 输 出
智能传感器的特点
•高精度；（例如：测压±0.05%, 测温±0.1℃）
测温范围：-55℃ ~ +125℃ 分辨力：0.0625℃ 测温误差：-40℃ ~ +80℃ ≤ ±3℃ -55℃ ~ +125℃ ≤ ±4℃ 温度/数据转换时间：~ 133ms I2C总线串行时钟频率范围：0~400kHz。利用I2C总线地址 选择端，可选择4片MAX6626。 当被测温度超过上限时，报警输出端被激活。 电源电压范围：+3.0V~+5.5V，静态工作电流：~1mA
3、智能温度传感器（数字温度传感器）： 内部包含温度传感器、A/D、信号处理器、存储器 （或寄存器）和接口电路。能输出温度数据及相关的 控制量，适配各种微控制器（MCU）。它是在硬件的 基础上通过软件来实现测试功能的。 4、通用智能温度控制器 在3的基础上发展而成，适配各种微控制器构成智能 化温控系统；可脱离微控制器单独工作，自行构成一个 温控仪，可连续转换也可单次转换。 5、微机散热保护专用的智能温度控制器 专为微机散热保护而设计，可通过散热风扇来控制PC 机中CPU的温度。
监控。
SMBus串行接口能与I2C总线兼容。总线上最 多可接9片MAX6654。
MAX6654的典型应用电路
带实时日历时钟（RTC）的多功能智能温度传感器
DS1629是将智能温度传感器，实时日历时钟
（RTC）和32字节的SRAM集成在一片CMOS大 规模集成电路中，构成功能独特的智能温度传感 器。 能输出9位测温数据，测温范围：-55℃ ~ +125℃
•网络传感器；（包含数字传感器、网络接口
和处理单元的新一代智能传感器）
•可靠性与安全性设计
二、单片智能温度传感器的原理及应用
温度传感器的发展方向： 单片集成化 产品分类： 1、模拟集成温度传感器： 将温度传感器集成在一个芯片上，可完成温度测量及模拟 信号输出功能的专用IC。 （典型产品：AD590、AD592、TMP17、LM135等） 2、模拟集成温度控制器： 包括温控开关、可编程温度控制器 （典型产品：LM56、AD22105、MAX6509等） 智能化 网络化 单片系统化
智能温度传感器的应用领域
温度测量 •数字温度计 •温度变送器 •温度巡回检测仪 •智能化温度检测系统 •网络化测温系统 特殊应用 温度控制 •智能化温度测控系统 •工业过程控制 •现场可编程温度控制系统 •环境温度监测及报警系统 •中央空调、大型冷库及恒温装置 •风扇温控电路 •微处理器及微机系统的过热保护装置 •现代办公设备 •电信设备、服务器中的温度测控系统 •电池充电器的过热保护电路 •家用电器
•智能微尘（Smart Micro Dust)传感器；
（具有电脑功能的超微型传感器）
•总线技术的标准化与规范化；
（目前采用的总线：1-wire, I2C, SMBus, SPI, Micro Wire, USB总线。智能传感器作为从机， 可通过专用总线接口与主机进行通信） •虚拟传感器；（基于软件开发而成的智能传感器）
分辨力：0. 25℃，精度： ±2℃
带I2C总线接口，具有超温指示器。
由AD7417构成5通道温度测控系统电路图
模拟通道输入端
三、集成温度补偿器的原理及应用
热电偶冷端温度补偿的方法：
•宽量程；（测量范围宽，并具有很强的过载能力）
•多功能；（能进行多参数、多功能测量） •自适应能力强；
•高可靠性；
•高性价比；
•超小型化、微型化；
•微功耗；（有些可用叠层电池甚至纽扣电池供电） •高信噪比。
智能传感器的发展趋势
•采用新技术提高智能化程度；
•单片传感器系统；（将一个可灵活应用的系统集成在一个芯片中）
单片智能传感器（传感器与微处理器集成在一个芯片上） 带微处理器 传感器能够配微处理器
智能传感器的功能
•自动调零、自校准、自标定功能；
•逻辑判断和信息处理功能；（预处理、线性化、补偿） •自诊断功能；（通过自检软件诊断出故障的原因和位置） •组态功能，使用灵活；（可设置多种模块化的硬件和软件，
通过指令组态，完成不同的测量功能）
智能传感器
一、单片集成化智能传感器
传感器（Sensor/Transducer）的定义（GB7665——87） 能够感受规定的被测量并按照一定规律 转换成可用输出信号的器件或装置。 智能传感器（Intelligent Sensor/Smart Sensor)的定义： 带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。
•热电偶冷端温度补偿 •测量温差 •测量平均温度 •测量温度场 •液晶显示器表面温度监测
基于I2C总线的MAX6626型智能温度传感器
MAX6626将温度传感器、12位A/D转换器、可编程温 度越限报警器和I2C总线串行接口集成在同一个芯片中， 适用于温度控制系统、温度报警装置及散热风扇控制器。 MAX6626的性能特点：
分辨力：0. 5℃，温度/数据转换时间：0.4s
带二线串行接口（漏极开路的I/O线），便于与微处 理器通信。
由DS1629构成的温度检测系统电路
AD7417型5通道精密智能温度传感器
能同时对4路远程温度和1路本地温度进行精确
测量和控制。片内有本地温度转换器、多路转换 器和10位逐次逼近式A/D转换器。 转换时间极快：本地30μs ，远程15 μs 测温范围：-55℃ ~ +125℃
MAX6626的内部电路框图
温度报警输出端
（6引脚SOT23小型化封装）
MAX6626的典型应用
（可接执行机构）
（串行数据总线）
（串行时钟端）
基于SMBus的MAX6654型智能温度传感器
MAX6654是双通道Байду номын сангаас能温度传感器，能同时
测量远程温度和本地温度（即芯片的环境温度）。 它采用SMBus总线接口，有多种工作模式可供选 择，并具有可编程的欠温/超温报警输出功能。可 对PC机、笔记本电脑和服务器中CPU的温度进行