传感器智能化是如何实现的

目前智能传感器实现的途径主要有三种，分别是非集成化实现、混合实现和集成化实现。这三类传感器的技术难度依次增加，集成化的程度越高，传感器智能化的程度就越高。非集成式智能传感器非集成化智能传感器，也叫传感器的智能化，指将传统的传感器（采用非集成化工艺制成的）与信号处理电路、带数据总线接口的微处理器组合在一起而构成的智能传感器。因为是在传统传感器后经信号处理电路及有数据总线接口的微处理器而构成，所以集成度较低，技术壁垒低，不适用于微型化产品领域，不属于新型智能传感器。混合式智能传感器混合式智能传感器指根据需求，将系统各集成化环节（敏感元件、信号调理电路、数字总线接口）以不同组合方式集成在不同的芯片上，并封装在一个外壳内，是智能传感器的主要种类，被广泛应用。集成智能传感器集成化智能传感器指利用集成电路工艺和MEMS微机技术将传感器敏感元件、信号调理电路、数字总线接口等系统模块集成到一芯片上，封装在一个外壳内的传感器。它内嵌了标准的通信协议和标准的数字接口，使用传感器具有信号提取、信号处理、双向通信、逻辑判断和计算等多种功能。集成智能传感器是21世纪最具代表性的高新技术成果之一，也是当今国际科技界研究的热点。随着微电子技术的飞速发展和微米、纳米技术的问世，大规模集成电路工艺日臻完善，集成电路的集成度越来越高。集成智能传感器现已成功使各种数字电路芯片、模拟电路芯片、微处理器芯片和存储电路芯片等芯片的价格大幅下降，促进了集成智能传感器的落地应用。MEMS传感器是目前智能化程度最高的传感器。MEMS技术是在传统半导体材料和工艺基础上，微米操作范围内，将在一个硅片基础上将传感器、机械元件、致动器与电子元件结合在一起的技术，是目前前沿微型传感器的主流方案。集成智能传感器具有多功能、一体化、精度高、适宜于大批量生产、体积小和便于使用等优点，是未来智能传感器继续发展的方向。除了以上三种主流的实现途径外，智能传感器在技术上，还有以下5种实现途径。1、采用新的检测原理和结构实现。通过微机械精细加工工艺设计新型构，使之能真实反映实测对象的完整信息，例如3D加速度传感器和3D轴陀螺仪就是利用这种方式实现传感器智能化。2、应用人工智能材料实现。利用人工智能材料的自适应、自诊断、自完善、自调节、自修复和自学习的特性，制造智能传感器，例如半导体陶瓷、记忆合金、氧化物薄膜等人工智能材料。3、采用软件化技术实现。传感器和微处理器相结合的智能传感器，利用计算机软件编程的优势，实现对测量数据的信息处理功能。比如运用软件计算实现非线性校正、自补偿、自校准，提高传感器的精度；用软件实现信号滤波，简化硬件、提高信噪比；运用人工智能、神经网络、模糊理论等，使传感器具有更高智能即分析、判断、自学习等功能。4、通过多传感器信息融合技术实现。多传感器系统通过多个传感器获得更多种类和数量的传感数据，经过处理得到多种信息，从而对环境进行更加全面和准确的描述。5、通过网络化实现。智能传感器与通信网络技术相结合，可形成网络化智能传感器。网络化传感器使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多点检测发展；从被动检测向主动进行信息处理方向发展；从就地测量向远距离实时在线测控发展。