智能傳感器是為了代替人和生物體的感覺器官并擴大其功能而設計制作出來的一種裝置。人和生物體的感覺有兩個基本功能一是檢測對象的有無或檢測變換對象發生的信號;另一是進行判斷、推理、鑒別對象的狀態。前者稱為“感知”,而后者稱為“認知”。一般傳感器只有對某一物體精確“感知”的本領,而不具有“認識”(智慧)的能力。智能傳感器則可將“感知”和“認知”結合起來,起到人的“五感”功能的作用。
什么是智能傳感器?至今尚無公認的科學定義,但是,很多人認為智能傳感器是將“傳感器與微型計算機組裝在一塊芯片上的裝置”。或者認為智能傳感器是將“一個或致個敏感元件和信號處理器集成在同一塊硅或砷化鋒芯片上的裝置”。顯然,這種定義過于狹窄。
美國宇航局Langleg研究中心的Brckenridgc和Husson等人認為智能傳感器需要具備下列條件:
(1)由傳感器本身消除異常值和例外值,提供比傳統傳感器更全面、更真實的信息;
(2)具有信號處理(例如包括溫度補償、線性化等)功能;
(3)隨機整定和自適應;
(4) 具有一定程度的存儲、識別和自診斷功能;
(5)內含特定算法并可根據需要改變。
不論哪一種定義都說明了智能傳感器的主要特征就是敏感技術和信息處理技術的結合。也就是說,智能傳感器必須具備“感知”和“認知”的能力。如要具有信息處理能力,就必然要使用計算機技術;考慮到智能傳感器體積問題,自然只能使用微處理器等。
在信息技術高度發達的今天,傳感器的智能化和多功能化將成為傳感器發展的重要方向。和傳統的傳感器相比,智能化傳感器具有以下優點:
1、具有邏輯判斷、統計處理功能。可對檢測數據進行分析、統計和修正,還可進行線性、非線性、溫度、噪聲、響應時間、交叉感應以及緩慢漂移等的誤差補償,提高了測量準確度。
2、具有自診斷、自校準功能。可在接通電源時進行開機自檢,可在工作中進行運行自檢,并可實時自行診斷測試以確定哪一組件有故障,提高了工作可靠性。
3、具有自適應、自調整功能。可根據待測物理量的數值大小及變化情況自動選擇檢測量程和測量方式,提高了檢測適用性。
4、具有組態功能。可實現多傳感器、多參數的復合測量,擴大了檢測與使用范圍。
5、具有記憶、存儲功能。可進行檢測數據的隨時存取,加快了信息的處理速度。
6、具有數據通訊功能。智能化傳感器具有數據通訊接口,能與計算機直接聯機,相互交換信息,提高了信息處理的質量。計算機軟件在智能傳感器中起著舉足輕重的作用。由于“電腦”的加入,智能傳感器可通過各種軟件對信息檢測過程進行管理和調節,使之工作在最佳狀態,從而增強了傳感器的功能,提升了傳感器的性能。此外,利用計算機軟件能夠實現硬件難以實現的功能,因為以軟件代替部分硬件,可降低傳感器的制作難度。