智能传感器 PPT
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智能传感器系统-刘君华第1章PPT
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第1 章 概 述
3.
采用智能与控制职能分散下放到现场装置的原则，现场总线 网络的每一节点处安装的现场仪表应是“智能”型的，即安装的 传感器应是“智能传感器”。在这种控制系统中，智能型现场装 置是整个控制管理系统的主体。这种基于现场总线的控制系统， 要求必须使用智能传感器， 而不是一般传统的传感器。
·广阔的市场与强烈的社会需求是传感器技术发展的又一强 劲推动力。传感器的销售值反映一个国家科技发达与社会进步的 程度。80年代，日本、西欧市场传感器销售值年增长率为 30%～ 40%，90年代，全世界年增长率预计为 8.8%。 90年代以来各方 面对传感器的需求也越来越强烈。
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第1 章 概 述
据预测， 90
智能传感器代表了传感器的发展方向，这种智能传感器带有 标准数字总线接口，能够自己管理自己。它将所检测到的信号经 过变换处理后，以数字量形式通过现场总线与高/上位计算机进 行信息通信与传递。
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第1 章 概 述
1.3 智能传感器的功能与特点
1.3.1 智能传感器的功能
概括而言， (1) 具有自校零、 自标定、 (2) (3) 能够自动采集数据， (4) 能够自动进行检验、 自选量程、 (5) (6) (7) 具有判断、决策处理功能。
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第1 章 概 述
1.2 智能传感器发展的历史背景
图 1-1 自动化(控制)系统框图
6
第1 章 概 述
图 1-2 传感器、计算机及执行器的价格性能比
7
第1 章 概 述
传统的传感器技术已达到其技术极限。 它的价格性能比 不可能再有大的下降。
·因结构尺寸大， 而时间(频率) ·输入—输出特性存在非线性， · ·信噪比低， ·存在交叉灵敏度， 选择性、 分辨率不高。
第1 章 概 述
3.
采用智能与控制职能分散下放到现场装置的原则，现场总线 网络的每一节点处安装的现场仪表应是“智能”型的，即安装的 传感器应是“智能传感器”。在这种控制系统中，智能型现场装 置是整个控制管理系统的主体。这种基于现场总线的控制系统， 要求必须使用智能传感器， 而不是一般传统的传感器。
·广阔的市场与强烈的社会需求是传感器技术发展的又一强 劲推动力。传感器的销售值反映一个国家科技发达与社会进步的 程度。80年代，日本、西欧市场传感器销售值年增长率为 30%～ 40%，90年代，全世界年增长率预计为 8.8%。 90年代以来各方 面对传感器的需求也越来越强烈。
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第1 章 概 述
据预测， 90
智能传感器代表了传感器的发展方向，这种智能传感器带有 标准数字总线接口，能够自己管理自己。它将所检测到的信号经 过变换处理后，以数字量形式通过现场总线与高/上位计算机进 行信息通信与传递。
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第1 章 概 述
1.3 智能传感器的功能与特点
1.3.1 智能传感器的功能
概括而言， (1) 具有自校零、 自标定、 (2) (3) 能够自动采集数据， (4) 能够自动进行检验、 自选量程、 (5) (6) (7) 具有判断、决策处理功能。
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第1 章 概 述
1.2 智能传感器发展的历史背景
图 1-1 自动化(控制)系统框图
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第1 章 概 述
图 1-2 传感器、计算机及执行器的价格性能比
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第1 章 概 述
传统的传感器技术已达到其技术极限。 它的价格性能比 不可能再有大的下降。
·因结构尺寸大， 而时间(频率) ·输入—输出特性存在非线性， · ·信噪比低， ·存在交叉灵敏度， 选择性、 分辨率不高。
[课件]智能传感器PPT
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•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℃
(2024年)智能传感器PPT课件
2024/3/26
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信号调理电路
信号调理电路定义
指将敏感元件输出的微弱信号进 行放大、滤波、转换等处理，以 便于后续电路或系统处理的电路
。
2024/3/26
信号调理电路功能
包括放大、滤波、隔离、转换等， 以提高信号的信噪比和抗干扰能力 ，保证信号的稳定性和可靠性。
信号调理电路类型
根据具体需求，可采用运算放大器 、仪表放大器、隔离放大器、滤波 器、模数转换器等不同类型的电路 。
接口技术标准
常见的接口标准包括I2C、SPI、UART等，这些标 准定义了数据传输的格式、速率、时序等参数， 以确保数据的可靠传输和设备的互操作性。
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典型智能传感器介绍
2024/3/26
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温度智能传感器
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工作原理
利用物质随温度变化而变 化的特性，将温度转换为 可测量的电信号。
2024/3/26
远程医疗
通过智能传感器采集患者的生理数据并远程传输给医生，实现远程 诊断和治疗，提高医疗服务的便捷性和效率。
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环境保护领域应用
2024/3/26
空气质量监测
智能传感器可以实时监测空气中的PM2.5、甲醛等有害物质的含 量，为环境保护和治理提供依据。
水质监测
利用智能传感器监测水体中的PH值、溶解氧、重金属等参数， 保障水资源的安全和可持续利用。
对采集到的数据进行预处理和分析
智能传感器应用实验
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实验内容和步骤
设计并实现一个基于 智能传感器的应用系 统
分析实验结果并撰写 实验报告
2024/3/26
对系统进行测试和调 试
汽车智能传感器装调与测试课件PPT任务2视觉传感器标定
知识学习
检查车辆状态：空气悬架系统设为“标准 ”档。方向盘回零、车轮摆正、空载、胎压正常，各摄像头无 遮挡。
准备标定板:根据手册选取相应型号的标定板。 如图所示为7x5格黑白格标定板，采用6x4个内 部顶点对视觉传感器进行标定。
7x5棋盘格标定板
视觉传感器静态标定
任务实施
视觉传感器静态标定
放置标定板：通过手册确定标定板放置方式 与位置点的数量。
分辨率：
数字工业相机直接与光电传感器的有效像元数对应。 图像传感器是由许多像素点按照矩形点阵进行排列， 横向像素点数 H × 竖向像素点数（ V ），其乘 积接近于相机的像素值。 常用工业相机像素值为130万、 200万、 500万等。
分辨率越高，相机成像越清晰。
知识学习
视觉传感器系统设置
任务实施
典型动态标定场地
知识学习
视觉传感器静态标定
视觉传感器动态标定
任务实施
动态标定使用专门移动标定工具，形式为 按照厂家规范进行5到30分钟的道路行驶， 动态标定场地要元素丰富，应包含如树木、 路灯、交通灯与交通标志、清晰的道路线 等道路交通元素。
视觉传感器标定状态显示位置
知识学习
视觉传感器静态标定
操作准备
传感器需要标定的原因
任务实施
知识学习
传感器的生产制造过程存在工艺误。
利用计算机视觉技术进行系统参数估计。 传感器单元与其安装部件（如车内后视镜 模块）在维修过程中被移动。 传感器因为交通事故造成损坏。
车辆尺寸改变、悬架调整与底盘高度变化。 传感器元器件随着使用出现磨损与安装位置变化。 传感器工作环境温度变化、颠簸震动、湿度过大、进水对传感器造成影响。 自动辅助驾驶系统需要通过传感器融合进行工作，因此必须将多个传感器测量结果变换到统一的时空坐标系。
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
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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
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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
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（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”
新型传感器PPT学习课件
• 智能传感器是技术演进的结果，满足万物互联对感知层提出的要求，预计将随着智能消 费电子设备、工业物联网、车联网与自动驾驶、智慧城市、智能医疗等新产业的发展迎 来快速增长。
2020/2/26
6
微处理器
• 智能传感器的核心；充分发挥软件的功能 • 不仅能对传感数据进行计算、存储、数据处理 • 还可以通过反馈回路对传感器进行调节
优势 • 可完成硬件难以完成的任务 • 大大降低传感器制造的难度 • 提高了传感器的性能
2020/2/26
7
智能传感器的实现途径
• 非集成化实现：
• “微处理器”与传感器的结合方式：
• 一种是将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成所谓的“单片智能传感器” • 另一种是指传感器能够配微处理器（分离方式）
2020/2/26
4
智能传感器的起源
• 智能传感器概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船过程 中提出来,并于1979年形成产品。
• 宇宙飞船上需要大量的传感器不断向地面或飞船上的处 理器发送温度、位置、速度和姿态等数据信息
第13章 新型传感器
2
1
2020/2/26
2
新型传感器
• 新型传感器：相对于传统传感器而言，近年新出 现的一类传感器
• 特点：
• 智能化、多功能化、综合性、微型化、集成化、网络化等 • 检测信号的种类丰富、检测功能强大、检测精度高
• 本章主要涉及
• 智能传感器 • 模糊传感器 • 微传感器 • 网络传感器
• 即便使用一台大型计算机也很难同时处理如此庞大的数 据。何况飞船又限制计算机体积和重量
• 因此希望传感器本身具有信息处理功能，于是将传感器 与微处理器结合，就出现了智能传感器。
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微处理器
• 智能传感器的核心；充分发挥软件的功能 • 不仅能对传感数据进行计算、存储、数据处理 • 还可以通过反馈回路对传感器进行调节
优势 • 可完成硬件难以完成的任务 • 大大降低传感器制造的难度 • 提高了传感器的性能
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智能传感器的实现途径
• 非集成化实现：
• “微处理器”与传感器的结合方式：
• 一种是将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成所谓的“单片智能传感器” • 另一种是指传感器能够配微处理器（分离方式）
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智能传感器的起源
• 智能传感器概念最早由美国宇航局在研发宇宙飞船过程 中提出来,并于1979年形成产品。
• 宇宙飞船上需要大量的传感器不断向地面或飞船上的处 理器发送温度、位置、速度和姿态等数据信息
第13章 新型传感器
2
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新型传感器
• 新型传感器：相对于传统传感器而言，近年新出 现的一类传感器
• 特点：
• 智能化、多功能化、综合性、微型化、集成化、网络化等 • 检测信号的种类丰富、检测功能强大、检测精度高
• 本章主要涉及
• 智能传感器 • 模糊传感器 • 微传感器 • 网络传感器
• 即便使用一台大型计算机也很难同时处理如此庞大的数 据。何况飞船又限制计算机体积和重量
• 因此希望传感器本身具有信息处理功能，于是将传感器 与微处理器结合，就出现了智能传感器。
《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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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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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。
《智能传感器》课件
物联网时代的传感器产业
物联网技术的普及带动了传感器市场 的快速增长，智能传感器作为关键组 件，在智能家居、智能交通、智能工 业等领域的应用越来越广泛。
物联网的发展对传感器性能提出了更 高的要求，如高精度、低功耗、小型 化等，促使传感器技术不断升级和创 新。
人工智能与传感器技术的融合
人工智能技术的进步为传感器提供了 更强大的数据处理和分析能力，使得 传感器能够更好地感知和识别周围环 境。
VS
详细描述
智能传感器采用先进的信号处理技术和算 法，能够减小测量误差，提高测量精度。 在各种高精度测量场景中，如工业制造、 航空航天、医疗等领域，智能传感器的高 精度检测能力发挥着重要作用。
无线通信
总结词
智能传感器具备无线通信能力，可以实现远 程数据传输和实时监测。
详细描述
通过内置的无线通信模块，智能传感器能够 将采集的数据实时传输到远程监控中心，实 现远程数据监测和控制。这种无线通信能力 使得智能传感器在各种远程监测场景中具有 广泛应用，如环境监测、智能家居、农业智 能化等领域。
技术创新与标准制定
持续研发与技术突破
鼓励和支持智能传感器技术的研发与创新，推动关键技术的突破 和进步。
标准化与规范化
制定统一的智能传感器技术标准和规范，促进不同厂商和系统之间 的互操作性和兼容性。
跨界融合与协同发展
鼓励智能传感器与其他领域的技术融合，推动跨行业的协同创新与 发展。
应用领域拓展与跨界融合
智能家居
将智能传感器应用于家 居领域，实现智能化控 制和便捷的生活体验。
工业自动化
将智能传感器应用于工 业生产中，提高生产效
率和设备监控水平。
智慧城市
将智能传感器应用于城 市管理、交通、环保等 领域，提升城市智能化
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.
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第10章 智能传感技术
图10-48 基于IEEE1451.2的 网络传感器结构
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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.
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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.
2024版《智能传感器》PPT课件
contents •智能传感器概述•智能传感器工作原理与分类•智能传感器信号处理技术•智能传感器接口电路设计与实践•智能传感器网络通信协议及实现•智能传感器性能指标评估方法•智能传感器应用案例分析•智能传感器未来发展趋势预测目录01智能传感器概述定义与发展历程定义发展历程从传统的机械式传感器到电子式传感器，再到智能传感器，随着物联网、人工智能等技术的发展，智能传感器逐渐成为传感器领域的主流。
智能传感器特点及应用领域特点应用领域市场现状及发展趋势市场现状发展趋势02智能传感器工作原理与分类工作原理简介010203温度传感器压力传感器光电传感器气体传感器常见类型及其特点选型原则与注意事项配。
A B C D03智能传感器信号处理技术信号采集与转换方法模拟信号采集通过模拟电路对传感器输出的模拟信号进行采集，包括电压、电流等信号的采集和放大。
数字信号转换将模拟信号转换为数字信号，便于后续的数字信号处理和传输。
常用的转换方法包括模数转换（ADC）和直接数字式传感器输出。
传感器接口电路设计传感器与信号处理电路之间的接口电路，实现传感器信号的稳定传输和匹配。
数字滤波技术应用有限冲激响应（FIR）滤波器01无限冲激响应（IIR）滤波器02自适应滤波器03数据融合与校准策略传感器校准多传感器数据融合对传感器的输出进行校准，以消除传感器本身的误差。
常用的校准方法包括零点校准、量程校准等。
环境因素补偿04智能传感器接口电路设计与实践接口电路需求分析信号转换需求电源和功耗需求抗干扰能力需求可扩展性和兼容性需求典型接口电路设计案例I2C接口电路设计SPI接口电路设计UART接口电路设计调试技巧和经验分享电源和信号完整性测试在接口电路调试过程中，应首先检查电源的稳定性和信号完整性，确保电路正常工作。
传感器校准和标定对于模拟输出传感器，需要进行校准和标定以提高测量精度；对于数字输出传感器，需要设置合适的阈值和分辨率。
抗干扰措施采取有效的抗干扰措施，如合理布局、接地处理、滤波等，以提高接口电路的抗干扰能力。
第11章 智能传感器
2.数字信号处理器DSP（digital
signaol
processor） DSP比一般单片机或MCU运算速度快， 可供实时信号处理用。 典型的DSP可在不到100ns（10-9秒）的 时间内执行数条指令。这种能力使其可获得 最高达20MIPS（百万条指令每秒）的运行速 度，是通常MCU的10~20倍。 DSP经常以MOPS（百万次操作每秒）的 速度工作，MOPS的速度要高于MIPS数倍以 上。
5.微型计算机
当然，期望的数字信号处理硬件也可以用 微型计算机来实现。 这样组合成的计算型智能传感器就不是一 个集成单片传感功能装置，而是一个智能传 感器系统了。 今后，计算型智能传感器还将进一步利用 人工神经网络、人工智能、多重信息融合等 技术，从而具备分析、判断、自适应、自学 习能力，完成图像识别、特征检测和多维检 测等更为复杂的任务。
图11－5 智能压力传感器构成框图
气象参数测试仪 气象参数测试仪也是一台计算型智能传感 器，其结构组成如图11-6所示。 （1）实现风向、风速、温度、湿度、气压的 传感器信号采集； （2）对采集的信号进行处理、显示； （3）实现与微型计算机的数据通信，传送仪 器的工作状态、气象参数数据。
11.2.2
传感器1
模 ／ 数 变 换
传感器2
数字 信号 处理 硬件
数 ／ 模 变 换
输出
传感器3
电源
图11-3 计算型智能传感器基本结构图
现今已有硅芯片等多种半导体和计算机 技术应用于数字信号处理硬件的开发。 典型的数字信号处理硬件有如下几种： 1.微控制器MCU（Microcontroller Units） 微控制器MCU实际上是专用的单片机。 其包括微处理器、ROM和RAM存储器、时钟 信号发生器和片内输入输出端口I/O等。其结 构如图11-4所示。
机器人传感器ppt课件
分类：,关节力传感器、腕力传感器、指力传感器。
1. 机器人传感器
（6）机器人力觉传感器：
1，多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器，在 笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量，因此，多维力最完整的形式是 六维力/力矩传感器，即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器，目前广 泛使用的多维力传感器就是这种传感器。
（6）机器人力觉传感器：
原理：力觉传感器经常装于机器人关节处，通过检测弹性体变形来间接测量所受力。 装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现，有利于满足控制 系统的要求。目前出现的六维力觉传感器可实现全力信息的测量，因其主要安 装于腕关节处被称为腕力觉传感器。
应用：力觉传感器可用来检测机器人自身关节力和机器人与外部环境物体之间相互作 用力。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
原理：接近觉传感器是非接触检测器件，利用磁感应、涡流、光学原理、超声波、电 容和电感、霍尔效应等原理制成。
应用：主要用于探测一个物体是否与另一个物体接近，可用于机器人避障。 分类：磁感应传感器、超声波接近传感器、光学接近传感器等。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
应用：可以获取外部环境的深度信息，相对距离信息，也可以用来对机器人进行定位 和避障等。
分类：超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、微波测距传感器、 24GHZ雷达测距传感器。
1. 机器人传感器
（8）机器人距离传感器：
1，超声测距原理：超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固 体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生 显著反射形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。,
1. 机器人传感器
（6）机器人力觉传感器：
1，多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器，在 笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量，因此，多维力最完整的形式是 六维力/力矩传感器，即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器，目前广 泛使用的多维力传感器就是这种传感器。
（6）机器人力觉传感器：
原理：力觉传感器经常装于机器人关节处，通过检测弹性体变形来间接测量所受力。 装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现，有利于满足控制 系统的要求。目前出现的六维力觉传感器可实现全力信息的测量，因其主要安 装于腕关节处被称为腕力觉传感器。
应用：力觉传感器可用来检测机器人自身关节力和机器人与外部环境物体之间相互作 用力。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
原理：接近觉传感器是非接触检测器件，利用磁感应、涡流、光学原理、超声波、电 容和电感、霍尔效应等原理制成。
应用：主要用于探测一个物体是否与另一个物体接近，可用于机器人避障。 分类：磁感应传感器、超声波接近传感器、光学接近传感器等。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
应用：可以获取外部环境的深度信息，相对距离信息，也可以用来对机器人进行定位 和避障等。
分类：超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、微波测距传感器、 24GHZ雷达测距传感器。
1. 机器人传感器
（8）机器人距离传感器：
1，超声测距原理：超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固 体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生 显著反射形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。,
智能家居与智能传感器PPT课件
智能传感器与网络
（制作人：李锦程）
智能家居
1
前言
在万物互联时代，传感器是其中最关键的组件之一。 作为物联网中一个从外界接收信息的载体，重要的感 知层前端。常见的传感器有距离传感器、光传感器、 温度传感器、角速度传感器、气压传感器、加速度传 感器、湿度传感器等。上述传感器的工作原理虽然各 有不同，但最基本的原理却相差无几，只不过大多都 根据特定的领域在一般原理的基础上做了特定的升级 和扩展。传感器作为实现人工智能趋势下的核心组件 ，在任何应用领域都不可缺少，而我们今天就来盘点 一些应用于智能家居的传感器。
16
手环
17
温湿度传感器——多功能空气检测仪
适宜的温湿度同样可以为用户带来舒适的居住环 境，虽然一些电器设备中也内置温湿度探头，但 毕竟监测的范围有限，难以监测家中每个角落， 因此温湿度传感器则可以弥补这个缺失，带来全 方位的环境反馈。
方案介绍：多功能空气检测仪，空气检测主要分 为以下几个方面：甲醛检测、PM2.5检测、温湿 度检测(SHT20传感器)、时间、ESP8266的联网 、TFT显示。
18
温湿度传感器
19
虚拟现实头显和传感器原理详解
头部追踪
为了模拟人类自然的视角转换效果，虚拟现实 头戴们都内置了头部运动追踪功能，即6轴追 踪，可以实现X、Y、Z轴及前后侧面追踪。另 外，头戴们也内置了诸如陀螺仪、加速度计和 磁力计来模拟转动速度等细节，我们可以在 Oculus Rift、HTC Vive和索尼Playstation VR上看到一些LED或是激光传感器，可以降低
信号延迟。
20
运动追踪
运动追踪方面，基本上都是通过配件来实现，毕竟虚 拟现实显示器只是头戴型显示器而已。在这方面，每 家公司的实现形式略有差异。其中，Oculus Rift需要 通过Touch手柄来实现控制，手柄上内置了大量传感 器，可以监测手部运动，实现特定操作。HTC Vive的 运动追踪功能最为全面，通过在房间设置两颗激光追 踪镜头来扫描头戴上、手柄上的激光传感器，以此实 现场景式的追踪效果。
（制作人：李锦程）
智能家居
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前言
在万物互联时代，传感器是其中最关键的组件之一。 作为物联网中一个从外界接收信息的载体，重要的感 知层前端。常见的传感器有距离传感器、光传感器、 温度传感器、角速度传感器、气压传感器、加速度传 感器、湿度传感器等。上述传感器的工作原理虽然各 有不同，但最基本的原理却相差无几，只不过大多都 根据特定的领域在一般原理的基础上做了特定的升级 和扩展。传感器作为实现人工智能趋势下的核心组件 ，在任何应用领域都不可缺少，而我们今天就来盘点 一些应用于智能家居的传感器。
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手环
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温湿度传感器——多功能空气检测仪
适宜的温湿度同样可以为用户带来舒适的居住环 境，虽然一些电器设备中也内置温湿度探头，但 毕竟监测的范围有限，难以监测家中每个角落， 因此温湿度传感器则可以弥补这个缺失，带来全 方位的环境反馈。
方案介绍：多功能空气检测仪，空气检测主要分 为以下几个方面：甲醛检测、PM2.5检测、温湿 度检测(SHT20传感器)、时间、ESP8266的联网 、TFT显示。
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温湿度传感器
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虚拟现实头显和传感器原理详解
头部追踪
为了模拟人类自然的视角转换效果，虚拟现实 头戴们都内置了头部运动追踪功能，即6轴追 踪，可以实现X、Y、Z轴及前后侧面追踪。另 外，头戴们也内置了诸如陀螺仪、加速度计和 磁力计来模拟转动速度等细节，我们可以在 Oculus Rift、HTC Vive和索尼Playstation VR上看到一些LED或是激光传感器，可以降低
信号延迟。
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运动追踪
运动追踪方面，基本上都是通过配件来实现，毕竟虚 拟现实显示器只是头戴型显示器而已。在这方面，每 家公司的实现形式略有差异。其中，Oculus Rift需要 通过Touch手柄来实现控制，手柄上内置了大量传感 器，可以监测手部运动，实现特定操作。HTC Vive的 运动追踪功能最为全面，通过在房间设置两颗激光追 踪镜头来扫描头戴上、手柄上的激光传感器，以此实 现场景式的追踪效果。
PPT中文资料
* 长期稳定性
年漂移率<0.025%，包括所有误差源。
* 可接触的介质 PPT： ：所有适用于玻璃，304 不锈钢，Sn/Ag 焊剂，环氧树脂、黄铜、硅质 O 型环的液体及气体。 P1 口（压力口） 管内径：0.64mm ： 非压缩、不易燃、非腐蚀性气体。 P2（参考口）
PPT-R
压力口：
与介质接触面为 316 不锈钢。
●
可组态的传感器
源于它的两条关键 PPT 具有如此强的功能， 的因素： * PPT 核心的硅压阻传感器，具有优异的重 复性和稳定性，Honeywell 生产这种传感器 由有数十年的经验，生产的数量达数百万 只。 * 压力信号由单片机补偿和用户控制修改， 然后在 RS232 总线上进行数字传输或通过 PPT 内部的 DA 芯片进行模拟输出。许多指 令既可以设置 PPT 的数字输出模式， 也可以 设置模拟输出模式。
采样速率可调
PPT 为每次压力测量进行积分。图 3A 中的变化的压力信号积分时间为 如果压力信号的小的变化被视 200ms。 为噪声， 可不需要时， 有一条指令来延 长积分时间， 滤掉噪声信号。 图 3B 中， 同样的压力信号， 积分时间为 1 秒， 输 出读数中噪声的影响被去除。 积分时间从 8ms 至 12 秒可以选择。
（PPT 内部有一个温度传感器） ● 控制 PPT 的模拟输出电压 外部控制模拟输出 PPT 的模拟输出可由上位机通过 RS232 控制。 在这种模式下， PPT 通过数字口输出压力数 据，同时，上位机可控制 PPT 的 DA 芯片输出 与测量压力无关的模拟电压。 这一功能使 PPT 具有闭环控制的功能， 如阀门的控制。 （见图7）
这此特点使用 PPT：
压力量程可压缩 用户可选择压力满量程的任意一 段作为新的满量程。
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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)。
有不绣钢隔膜,适用于对腐蚀性介质的
测量。PPT系列传感器综合了模式拟
传感器的技术特点,可由用户自己决定
是否使用和怎样使用智能功能。每个
PPT传感器均可在全温区和全压略范
围内对其数字输出和模拟输出进行精
确定标。因此,它是一个既非常精确又 标准的模拟电压输出装置,也是一个完 善的、具有地址的数字传感器,并可在 RS232总线上许多传感器一起联网使 用。PPT传感器可以帮助用户向数字 测量系统过渡,而不用增加新的昂贵的
ZX-T 智能传感器 高精度接触式型
ZX2 智能传感器 超稳定测量 ---------------------------------*不受变化的影响 动态测量范围100万 倍的CMOS *环境恶劣时也能放心 测量 保护结构IP67&机器 人电缆
超简单设置
行业内最小等级的细小直径 传感器探头。
长寿命结构。 行业最高等级的分辨率。 不需要对原点。 压入警告功能。 传感器部和放大器部充分互 换。 多点演算功能。
工作。作为压力传感器的专业设计生 产,美国霍尼威尔公司生产的高品质 PPT智能压力传感器已在工业、航天、 军事、医疗器械、大气环保检测及家 电等领域得到了广泛的应用。
力压力传感器的特点
霍尼威尔分司的精密智能压力传
感器有PPT型和PPT-R型两种系列,其
中PPT适用于干性气体,而PPT-R则带
于工业、航天、军事、医疗器械、大
气环保检测及家电等领域。文中介绍 了PPT系列传感器的特点、参数和引 脚功能。最后介绍了PPT系列精密智 能压力传感器的应用电路及设置方法。
根据半导体的硅阻效应,在硅膜片
上施加压力将引起阻值的变化。这一 点与应变片的100倍,因此,它不会永久 地伸展,而能在应力消失后又恢复原来 的形状。作为压力传感膜片,硅优于金 属,因为硅在工作范围内有着特别好的 弹性,通常只有硅片破裂才会停止正常
硬件设备。该系列传感器的内部结构 如图1所示。
The end
谢谢！
Hale Waihona Puke ZX-L 位移传感器世界上最小•最轻。 将反射型8机种，对射型3 机种排成一列。 与实际的光束方向是不同 的。 最注重“使用方便性”。 装载激光寿命监视器。 示教功能、充实。
高 功 能 激 光 型
激 光 型
霍尼韦尔智能压力传感器
精密智能压力传感器是霍尼威尔公司 生产的高品质压力传感器。可广泛用
国际标准化智能传感器
数显表
智能传感器
半导体式新智能传感器
传感器的功能及构成
智能传感器 -----型号
欧姆龙接近传感器是利用磁力产生的直流磁场的 开关。接近传感器可利用高频振动检测磁性和非 磁性金属物体，利用静电容量检测非金属物体存 在。根据使用环境的不同，欧姆龙接近传感器有 耐环境，耐热，耐化学腐蚀和防水型可供选择。
智能式传感器
• 智能传感器（intelligent sensor）是具有信息处 理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具 有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成 化与微处理机相结合的产物。一般智能机器人的 感觉系统由多个传感器集合而成，采集的信息需 要计算机进行处理，而使用智能传感器就可将信 息分散处理，从而降低成本。与一般传感器相比， 智能传感器具有以下三个优点：通过软件技术可 实现高精度的信息采集，而且成本低；具有一定 的编程自动化能力；功能多样化。
智能传感器特点
高精度 智能传感器有多项功能保证其 高精度，如通过自校零去除零点误差： 与标准参考基准实时对比，以自动进 行整体系统标定；自动进行整体非线 性系统误差校正；通过对采集的大量 数据统计处理以消除偶然误差的影响， 从而保证智能传感器具有高精度。 高可靠性 智能传感器能自动补偿因工 作条件与环境参数发生变化后引起系 统特性的漂移，如温度变化而产生的 零点和灵敏度漂移；当被测参数变化 后能自动改换量程；能实时自动进行 系统的自我检验，分析、判断所采集 数据的合理性，并给出异常情况下的 应急处理（报警或故障提示）。