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。
3
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

•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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03
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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03
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
2024/3/26
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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
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（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）。
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（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
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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
2020/2/26
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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）
2020/2/26
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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
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2020/2/26
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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
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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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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
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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。
精选课件ppt
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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。
精选课件ppt
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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。

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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）。