《检测技术》-第１３章　智能传感器

１３.１概述１３.１.１智能传感器的概念智能传感器这一名称虽然至今未有确切含义，但从字面上看，所谓智能意味着这种传感器具有一定人工智能，即使用电路代替一部分脑力劳动。近年来，传感器越来越多地和微处理机相结合，使传感器不仅有视、嗅、味和听觉功能，还具有存储、思维和逻辑判断、数据处理、自适应能力等功能，从而使传感器技术提高到一个新水平。这一概念最初是美国宇航局在开发宇宙飞船过程中根据需要而产生的，宇宙飞船上天后需要知道它的速度、位置和姿态等数据；为使宇航员正常生活，需要控制舱内的温度、气压、加速度、空气成分等，因而要装置大量的各类传感器。下一页返回１３.１概述具体地说，凡是在同一壳体内既有传感元件，又有信号预处理电路和微处理器，其输出方式可以是通信线ＲＳ－２３２或ＲＳ－４２２串行输出，也可以是ＩＥＥＥ－４８８标准总线的并行输出，以上这些功能可以由ｎ块输出独立的模板构成，装在同一壳体内构成模块智能传感器，图１３－１所示为一种智能压力传感器的结构。也可以把上述模块集成化为硅片为基础的超大规模集成电路的高级智能传感器，如图１３－２所示，此结构是将传感器、微处理机都集成在同一硅片上实现集成智能传感器。日本已开发出三维多功能多层结构的智能传感器。由此看来，智能传感器也可以说是一个微机小系统，其中作为系统“大脑”的微处理机通常是单片机。无论哪一种智能传感器，都可用图１３－３的框图来表示。上一页下一页返回１３.１概述１３.１.２智能传感器的功能概括而言，智能传感器的主要功能有以下几点：①具有自校零、自标定、自校正功能；②具有自动补偿功能；③能够自动采集数据，并对数据进行预处理；④能够自动进行检验、自选量程、自寻故障；⑤具有数据存储、记忆与信息处理功能；⑥具有双向通信、标准化数字输出或者符号输出功能；⑦具有判断、决策处理功能。上一页下一页返回１３.１概述１３.１.３智能传感器的特点与传统传感器相比，智能传感器的特点是：１.精度高智能传感器有多项功能来保证它的高精度，如：通过自动校零去除零点；与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定；自动进行整体系统的非线性等系统误差的校正；通过对采集的大量数据进行统计处理以消除偶然误差的影响等，从而保证了智能传感器的高精度。上一页下一页返回１３.１概述２.高可靠性与高稳定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的系统特性的漂移，如：温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移；在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、判断所采集到数据的合理性，并给出异常情况的应急处理（报警或故障提示）。因此，有多项功能保证了智能传感器的高可靠性与高稳定性。上一页下一页返回１３.１概述３.高信噪比与高分辨率由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能，通过软件进行数字滤波、相关分析等处理，可以去除输入数据中的噪声，将有用信号提取出来；通过数据融合、神经网络技术，可以消除多参数状态下交叉灵敏度的影响，从而保证在多参数状态下对特定参数测量的分辨率，故智能传感器具有高的信噪比与高的分辨率。４.自适应性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与高／上位计算机的数据传送速率，使系统工作在最优低功耗状态和优化传送速率。上一页下一页返回１３.１概述５.性价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、进行“手工艺品”的精雕细琢来获得，而是通过与微处理器／微计算机结合，采用廉价的集成电路工艺和芯片以及强大的软件来实现的，所以具有很高的性价比。上一页返回１３.２智能传感器实现的途径１３.２.１非集成化的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整体而构成的一个智能传感器系统，其框图如图１３－７所示。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推动下迅速发展起来的。因为这种控制系统要求挂接的传感器／变送器必须是智能型的，对于自动化仪表生产厂家来说，原有的一整套生产工艺设备基本不变。因此，对于这些厂家而言，非集成化实现是一种建立智能传感器系统最经济、最快捷的途径与方式。下一页返回１３.２智能传感器实现的途径图１３－８所示为模糊传感器的简单结构和功能示意图。其中，经典数值测量单元不仅提取传感信号，而且对其进行数值预处理，如滤波、恢复信号等。符号产生和处理单元是模糊传感器的核心部分，它利用已有的知识或经验（通常存放在知识库中），对已恢复的传感信号进一步处理，得到符号测量结果。符号处理则是采用模糊信息处理技术，对模糊后得到的符号形式的传感信号，结合知识库内的知识（主要有模糊判断规则、传感信号特征、传感器特征及测量任务要求等信息），经过模糊推理和运算，得到被测量的符号描述结果及其相关知识。当然，模糊传感器可以通过学习新的变化情况（如任务发生改变、环境变化等）来修正和更新知识库内的信息。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径１３.２.２集成化的实现这种智能传感器系统是采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用硅作为基本材料来制作敏感元件、信号调理电路、微处理器单元，并把它们集成在一块芯片上而构成的，故又可称为集成智能传感器，其外形如图１３－９所示。随着微电子技术的飞速发展，微米／纳米技术的问世，大规模集成电路工艺技术的日臻完善，集成电路器件的密集度越来越高。它已成功地使各种数字电路芯片、模拟电路芯片、微处理器芯片、存储器电路芯片的价格性能比大幅度下降。反过来，它又促进了微机械加工技术的发展，形成了与传统的经典传感器制作工艺完全不同的现代传感器技术。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径现代传感器技术，是指以硅材料为基础（因为硅既有优良的电性能，又有极好的机械性能），采用微米（１μｍ～１ｍｍ）级的微机械加工技术和大规模集成电路工艺来实现各种仪表传感器系统的微米级尺寸化。国外也称它为专用集成微型传感技术，由此制作的智能传感器的特点是：１.微型化微型压力传感器已经可以小到放在注射针头内送进血管测量血液流动情况，装在飞机或发动机叶片表面用以测量气体的流速和压力。美国最近成功研发的微型加速度计可以使火箭或飞船的制导系统质量从几千克下降至几克。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径２.结构一体化压阻式压力（差）传感器是最早实现一体化结构的。传统的做法是先分别机械加工金属圆膜片与圆柱状环，然后把二者粘贴形成周边固支结构的“金属杯”，再在圆膜片上粘贴电阻变换器（应变片）而构成压力（差）传感器，这就不可避免地存在蠕动、迟滞、非线性特性。采用微机械加工和集成化工艺，不仅“硅杯”一次整体成形，而且电阻变换器与硅杯是完全一体化的。进而可在硅杯非受力区制作调理电路、微处理器单元，甚至微执行器，从而实现不同程度乃至整个系统的一体化。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径３.精度高比起分体结构，传感器结构本身一体化后，迟滞、重复性指标将大大改善，时间漂移大大减小，精度提高。后续的信号调理电路与敏感元件一体化后可以大大减小由引线长度带来的寄生参量的影响，这对电容式传感器更有特别更重要的意义。４.多功能微米级敏感元件结构的实现特别有利于在同一硅片上制作不同功能的多个传感器，如，美国霍尼韦尔公司，２０世纪８０年代初期生产的ＳＴ－３０００型智能压力（差）和温度变送器，就是在一块硅片上制作了感受压力、压差及温度三个参量的，具有三种功能（可测压力、压差、温度）的敏感元件结构的传感器。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径５.阵列式微米技术已经可以在１ｃｍ２大小的硅芯片上制作含有几千个压力传感器阵列，例如，丰田中央研究所半导体研究室用微机械加工技术制作的集成化应变计式面阵触觉传感器，在８ｍｍ×８ｍｍ的硅片上制作了１０２４个（３２×３２）敏感触点（桥），基片四周还制作了信号处理电路，其元件总数为１６０００个。６.全数字化通过微机械加工技术可以制作各种形式的微结构。其固有谐振频率可以设计成某种物理参量（如温度或压力）的单值函数。因此可以通过检测其谐振频率来检测被测物理量。这是一种谐振式传感器，直接输出数字量（频率）。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径７.使用方便，操作简单智能传感器可以没有外部连接元件，外接连线数量极少，包括电源、通信线可以少至４条，因此，接线极其简便。它还可以自动进行整体自校，无须用户长时间地反复多环节调节与校验。“智能”含量越高的智能传感器，它的操作使用越简便，用户只需编制简单的使用主程序。根据以上特点可以看出：通过集成化实现的智能传感器，为达到高自适应性、高精度、高可靠性与高稳定性，其发展主要有以下两种趋势：①多功能化、阵列化，加上强大的软件信息处理功能；②发展谐振式传感器，加入软件信息处理功能。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径１３.２.３混合实现根据需要与可能，将系统各个集成化环节，如：敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里，如图１３－１０中所示的几种方式。集成敏感单元（对结构型传感器）包括弹性敏感元件及变换器。信号调理电路包括多路开关、医用放大器、基准、模／数转换器ＡＤＣ等。微处理器单元包括数字存储（ＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ）、Ｉ／Ｏ接口、微处理器、数／模转换器（ＤＡＣ）等。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径图１３－１０（ａ）中，将三块集成化芯片封装在一个外壳里。图１３－１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）中，将两块集成化芯片封装在一个外壳里。图１３－１０（ａ）、（ｃ）中的（智能）信号调理电路，具有部分智能化功能，如自校零、自动进行温度补偿，因为这种电路带有零点校正电路和温度补偿电路。１３.２.４集成化智能传感器的几种形式若按智能化程度来分，集成化智能传感器有三种存在形式。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径１.初级形式初级形式就是环节中没有微处理器单元，只有敏感单元与（智能）信号调理电路，二者被封装在一个外壳里。这是智能传感器系统最早出现的商品化形式，也是最广泛使用的形式，也被称为“初级智能传感器”。从功能来讲，它只具有比较简单的自动校零、非线性的自动校正、温度自动补偿功能。这些简单的智能化功能是由硬件电路来实现的，故通常称该种硬件为智能调理电路。上一页下一页返回１３.２智能传感器实现的途径２.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。它具有完善的智能化功能，这些智能化功能主要是由强大的软件来实现的。３.高级形式高级形式是集成度进一步提高，敏感单元实现多维阵列化，同时配备了更强大的信息处理软件，从而具有更高级的智能化功能的形式。这时的传感器系统不仅具有完善的智能化功能，而且还具有更高级的传感器阵列信息融合功能，或具有成像与图像处理等功能。上一页返回１３.３智能传感器输出信号的预处理１３.３.１传感器输出信号的分类传感器智能化之前必须对传感器输出信号进行预处理，这是因为检测的非电量种类繁多，输出的电信号有模拟量、数字量、开关量等，绝大多数传感器输出信号不能直接作为转换的输入量，必须先通过各种预处理电路将传感器输出信号转换成统一的电压信号或周期信号。微处理机要求输入信号是一定字长的并行脉冲信号，即二进制数字信息。通常可以将传感器输出信号的形式做如下归类：下一页返回１３.３智能传感器输出信号的预处理１３.３.２开关信号的预处理当传感器输入的物理量小于某阈值时，传感器处于“关”状态；大于阈值时，处于“开”状态。实际使用中，输入信号经常伴有噪声叠加成分，使传感器不能在阈值点准确地发生跃变。因此，为了消除噪声和改善特性，常接入具有迟滞特性的电路，称为鉴别器，或称脉冲整形电路，如施密特触发器。上一页下一页返回１３.３智能传感器输出信号的预处理１３.３.３模拟信号的预处理模拟脉冲式传感器信号一般需接脉冲限幅电路，使输出变成窄脉冲，方可使用脉冲瞬值保持电路将脉冲扩展，以便进行Ａ／Ｄ转换。多数模拟连续式传感器输出的模拟电压在毫伏或微伏数量级，在信号内还夹杂有干扰和噪声，预处理电路的作用就在于将微弱的低电压信号放大，其零位和放大倍数可以调整，使成为Ａ／Ｄ转换器所要求的满量程电平。另一方面还可以抑制干扰，降低噪声，从而保证检测的精度，三运放测量放大器是常用的预处理电路之一，如图１３－１１所示，该测量放大器具有高的输入阻抗，低的输出阻抗，较高的共模抑制比，较低的失调电压和温度漂移。上一页下一页返回１３.３智能传感器输出信号的预处理作三运放测量放大器的常用高性能运放有７６５０－ＣＭＯＳ斩波集成运放（图１３－１２），它属第四代运放，采用斩波自动稳零结构，其应用方法和应用场合与其他运放相同，和其他运放互换使用的区别在于电源电压Ｕｍａｘ＝±５Ｖ和负载驱动能力小（一般接１０ｋΩ负载）。感器智能处理中，尤其是在信号采集时要解决不同传感器信号的接地困难问题，也就是电气隔离问题。ＴＤ系列放大器采用变压器隔离技术，把输入信号放大、调制成高频信号。经高频磁耦合变压器送到相敏检波器解调，使输入输出间在电气上完全隔离，因此具有很高的共模抑制能力。特别是在信号采集时可解决不同的传感器信号的接地困难。上一页下一页返回１３.３智能传感器输出信号的预处理图１３－１３所示为隔离放大器接口电路中应用的实例，Ｕａ为系统地和变送器地之间的共模电压，Ｕ０为变送器与地之间的共模电压。由于ＴＤ２９０的隔离作用，传感器可用其他系统作参考，这样，传感器信号和系统没有公共参考点也能正常工作，真正实现了对传感器信号的浮动测量。除ＴＤ２９０的隔离器外，还可用美国ＡＤ公司的ＡＤ２０２系列隔离放大器，其输入阻抗高达１０１２

Ω，输入电压为±５Ｖ，频率范围为２ｋＨｚ，输入电流极小，只有３０ｐＡ。上一页返回１３.４数据采集传感器信号经预处理成为Ａ／Ｄ变换器所需要的电模拟信号，模拟电压的数字化则要依赖于模数转换器（ＡＤＣ），它通过取样、量化和编码将输入电信号变换为数字信号。１３.４.１数据采集的配置典型数据采集系统的配置如图１３－１４所示，有的已实现集成化，图１３－１４（ａ）所示为典型的数据采集系统配置方法，多个传感器的预处理电路输出接入多路模拟开关，然后经过取样／保持电路和Ａ／Ｄ转换后进入ＣＰＵ系统。下一页返回１３.４数据采集图１３－１４（ｂ）所示为同时采集，分时转换存储；保证获得各取样点同一时刻的模拟量。这时，取样保持电路在多路模拟开关之前。在需要高速取样时，系统中就需要每个传感器有一个Ａ／Ｄ转换器再进入模拟开关。这样，系统价格会有所提高，如图１３－１４（ｃ）所示。以上几种方案的多路转换器结构全是单端的，各输入信号以一个公共点为参考点，这个公共点可能与预处理放大器和Ａ／Ｄ参考点处于不同电位而引入干扰电压ＵＮ，造成测量误差。采用图１３－１５（ｄ）所示的差分配置方式可抑制共模干扰，模拟开关ＭＵＸ采用双输出器件可达到目的。上一页下一页返回１３.４数据采集１３.４.２取样周期的选择对输入信号进行两次采样之间的时间间隔称为取样周期Ｔｓ。为了尽可能保持被取样信号的真实性，取样周期不宜太长，要根据取样定理来定。由取样得到的输出函数要能不失真地恢复出原来的信号。实际上，一般使取样频率ωｓ等于２.５～３倍的输入信号最大频率ωｍａｘ，有时以（５～１０）ωｍａｘ，根据实际需要而定。取样周期的长短也要涉及配置的Ａ／Ｄ转换芯片的选择。上一页下一页返回１３.４数据采集３.４.３Ａ／Ｄ转换器的选择Ａ／Ｄ转换器的种类很多，主要分为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。逐次逼近Ａ／Ｄ转换器转换速度高（１μｓ～１ｍｓ），有８～１４位精度任选，输出响应快，但抗干扰能力差些。双积分Ａ／Ｄ转换器有很强的抗噪声能力，精度很高，分辨率可达１２～２０位，价格便宜，但转换速度较慢（４ｍｓ～１ｓ）。Ｖ－Ｆ转换器是由积分器、比较器和整形电路构成的，它把模拟电压变换成相应频率的脉冲信号，其频率正比于输入电压值，然后用频率计测量。Ｖ－Ｆ转换器响应速度快，抗干扰性能好，能连续转换，适用于输入信号动态范围宽和需要远距离传送的场合，但转换速度较慢。上一页下一页返回１３.４数据采集常用的转换器芯片有５Ｇ１４４３３（８位）、ＩＣＬ７３１５（１４位）、ＡＤＣ０８０９（８位）、ＡＤＣ１２１０（１２位）、ＡＤＣ５７４（１２位）等，还有的单片芯片内含有Ａ／Ｄ转换器，如８０９７转换器，８０９７ＢＨ芯片内含有１０位Ａ／Ｄ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：①模拟信号输入端；②数字量的并行输出端；③启动转换的外部控制信号；④转换完毕同转换器发出的转换结束信号。上一页下一页返回１３.４数据采集Ａ／Ｄ转换器的工作大多数受微处理器的控制。当微处理器给出控制信号，Ａ／Ｄ转换器执行一次转换，把模拟信号数字化。Ａ／Ｄ转换器电路的输出有两种方法：一种是可控的三态门，这时输出线可以与微处理机的数据总线直接相连，并在转换结束后利用读信号ＲＤ控制三态门，把数据送上总线；另一种是没有可控的三态门电路，由数据输出寄存器直接与芯片管脚相连，这时，芯片的数据输出线不能与系统的数据总线通道直接相连，必须通过Ｉ／Ｏ通道与ＣＰＵ交换，尽管各自的内部结构不一样，任一型号的Ａ／Ｄ转换器芯片均可与任何型的ＣＰＵ连接，它们的数据总线与地址总线几乎都相同，差异仅在控制信号。上一页下一页返回１３.４数据采集因此，在改用不同的ＣＰＵ时，只需根据Ａ／Ｄ转换器的要求，变动控制信号的连接即可。图１３－１５所示为芯片与Ａ／Ｄ转换器的连接。上一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术１３.５.１数据处理包含的内容对输入数据进行处理首先遇到的是数据本身的存储，要仔细考虑数据存储在什么地方，要便于使用，要决定应该如何组织信息，应采用什么样的数据结构，设计出对组织好的数据进行搜索的方法。任何数据处理都包含下列一个或几个方面的工作。①数据收集：汇集所需要的信息。②数据转换：把信息转换成适用于微处理器使用的方式。③数据分组：按有关信息进行有效的分组。④数据组织：整理数据或用其他方法安排数据，以便进行处理和误差修正。下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术⑤数据计算：进行各种算术和逻辑运算，以便得到进一步的信息。⑥数据存储：保存原始数据和计算结果，供以后使用。⑦数据搜索：按要求提供有用格式的信息，然后将结果按用户要求输出。数据的含义是十分广泛的，智能传感器的“数据”主要是指输入非电量、输出电量、误差、特性表格等，一旦可用数据定下以后，怎样使用这些数据是至关重要的。上一页下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术１３.５.２标度变换技术各种不同传感器都有不同的量纲和数值，被测信号转换成数据量后往往要转换成人们熟悉的工程值，这是因为被测对象各种数据的量纲同Ａ／Ｄ转换的输入值不一样。例如，压力单位为Ｐａ（帕）、温度单位为Ｋ（开）、流量单位为ｍ３／ｈ（立方米／小时），等等，这些参数经过传感器和Ａ／Ｄ转换器后得到一系列数码，这些数码值仅仅与输入的参数值相对应，因此必须把它转换成带有量纲的数值后才能运算、显示或打印输出，这种转换就是标度变换。上一页下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术１３.５.３非线性补偿技术在工程检测中，人们总希望显示仪器的值是均匀的，即输出与输入呈线性关系；希望在检测过程中灵敏度是一致的，以便于分析处理。但是检测传感器的输入输出特性往往只在一定范围内近似呈线性，而在某些范围内则明显呈非线性，同时，传感器具有离散性，还可能产生温漂、滞后等。智能传感器可以用软件处理方法来补偿和校正以上误差，从而提高其精度。上一页下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术１３.５.４传感器的温度误差补偿对于高精度传感器，温度误差已成为提高其性能指标的严重障碍（如硅压阻、应变式、间隙电容式传感器等），尤其在环境温度变化较大的应用场合更是如此。若依靠传感器本身附加一些简单的硬件补偿措施实现温度补偿是很困难的，引入微处理器，利用软件来解决这一难题是一条有效途径。要实现传感器的温度补偿，只要能精确地建立温度误差的数学模型就可获得满意的解决。这种温度补偿的原理如图１３－１６所示。上一页下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术１３.５.５数字滤波技术实际测量中，由于被测对象的环境比较恶劣，干扰源比较多，在模拟系统中为了消除干扰常常采用滤波电路、有源滤波等，而在由微处理器对传感器取样时，为了减少取样值的干扰，提高系统的可靠性，常采用数字滤波方法。数字滤波与模拟滤波相比，具有以下优点：①不需增加任何硬件设备，只要在程序进入数据处理和控制算法之前附加一段数字滤波软件即可。②因没有硬件设备、传感器精度可以提高，不存在阻抗匹配问题。上一页下一页返回１３.５智能传感器的数据处理技术③数字滤波可以多个通道共用，而模拟滤波则每个通道都要有。④可以对频率很低的信号进行滤波，而模拟滤波受电容器量值限制，频率不宜太低。⑤使用灵活方便，可根据需要选择不同的滤波方法和滤波参数。但是，数字滤波要占用计算时间，速度比硬件（模拟滤波）的慢。数字滤波方法有许多种，如算术平均滤波法、滑动平均滤波法以及加权平均滤波法，可根据不同的干扰源性质和不同测量参数来选择。上一页返回１３.６智能传感器的硬件设计１３.６.１正确选择微处理器由于集成一体化的智能传感器尚处于研究阶段，目前进入实际应用的大多数采用模块化积木式的结构，如图１３－１７所示。其中，微处理器是智能传感器的心脏，它的选择至关重要。常用单片机作为智能传感器的中央处理器，它有以下一些优点：①硬件通用性强，应用灵活，在不同场合应用时，硬件的结构基本不动，只要改变固化在存储器里的程序，就可更新换代变成新产品。②指令系统适合实时控制。③体积小，执行速度快。下一页返回１３.６智能传感器的硬件设计④可靠性高，抗干扰能力强。⑤可方便地实现多机分布式控制，产品开发周期短，开发效率高，同一系列和配置接口的芯片种类多，功能全，便于挑选。因此，单片机在智能传感器领域中有着广泛的应用。那么如何选择单片机芯片呢？这里提供几点参考意见：①单片机位数和机器周期要与传感器所能达到的精度和速度一致，例如，精度要求高的应选用１２位、１６位的Ａ／Ｄ转换器，速度要求高的应选用１６位微处理器。②输入输出控制特性要合适，如有无丰富的中断、Ｉ／Ｏ接口、合适的定时器、带负载能力强等。上一页下一页返回１３.６智能传感器的硬件设计③单片机的运算功能要满足传感器对数据处理运算能力的要求，还要考虑尽量选用功耗小、价格便宜、使用方便、软件熟悉的芯片。目前模块式智能传感器有关硬件选择的流程框图如图１３－１７所示。１３.６.２智能传感器的输入输出技术智能传感器的组成除了中央处理器ＣＰＵ外，还必须引入输入输出的各种功能要求，所以它又可看作为一个微处理器小系统，广泛采用键盘、ＬＥＤ显示器、打印、串并口输出等，一起构成了人机对话的工具。传感器可通过输入设备十分灵活地接收各种命令和数据，通过输出设备将测量结果、传感器工作状态进行显示打印控制等。上一页下一