物联网2013智能传感器

时间：2025-07-11

IoT传感器

智能传感器(Smart Sensor/Intelligent Sensor System)

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智能传感器的定义及功能智能传感器(系统)的特点与结构实现传感器智能化的途径和方式智能传感器的设计方法智能传感器与传感系统的发展及应用

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1 智能传感器的定义及功能 1.1 智能传感器的定义传感器的定义(GB7665-87 / 2005)智能传感器的中、英文称谓尚未完全统一。英国称为“Intelligent Sensor”; 美国习惯称“Smart Sensor”(灵巧的、聪明的传感器)。国内：将传感器与微处理器赋予智能的结合，兼有信息检测与信息处理功能的传感器称为智能传感器 (系统)/Smart Sensor/Intelligent Sensor System 。其最大特点就是将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机融合在一起。

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上述说法表明：

(1)传感器与 P结合不一定必须使两者集成于一块芯片; (2)传统传感器与仪器的界限正在消失。传统传感器仅在物理层次上进行分析和设计，而智能传感器不再是一个简单的传感器，还有诊断和数字双向通信等新功能。

传统传感器功能简图智能化传感器功能简图4

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世界上第一个智能传感器:Honeywell公司1983年开发的ST3000系列智能压力传感器。

功能：多参数传感(差压、静压和温度)与智能化信号调理。后续开发：ST3000-900/2000等系列产品进一步完善功能。目前(?),ST3000系列智能压力传感器在

全世界的销量已突破50万只。

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1.2 智能传感器的功能一般认为：传感器“+” P构成的智能传感器应有如下主要功能

(1)自校准和自诊断自动检测各种被测量时：自调零、自调平衡、自校准；某些还有自标定功能，有的在上电时自检，在工作中实现自动运行检查、自动诊断测试。

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(2)自补偿补偿：温度、非线性、响应时间和噪声影响, 交叉耦合干扰以及缓慢时漂等影响。 (3)数据存储、逻辑判断和信息处理按内部程序自动处理数据，如统计处理、剔除异常值；实现多层次计算，包括信号调理(如数字滤波)、信号转换(如A/D转换)、逻辑控制(如产生系统所需的各种激发脉冲信号，以数字合成方式输出稳定激励信号)、数据压缩 (如特征数据提取)、数据决策(如模式识别、数据分类)等。

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(4)数字量输出或总线式输出通过内部模数转换或数字化测量模块提供数字量输出；按标准接口总线规范提供输出。(益处？)

(5)双向通信关键标志之一，无此功能不能称为智能化传感器。用模块化、标准化设计方法，实现包括传感器电气接口的标准化以及传输协议的标准化，可实现传感器即插即

用乃至分布式、可重配置的传感器系统。8

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2 智能

传感器/系统的特点与结构2.1 特点1)高精度采用自调零、自补偿、自校准等多项技术，能达到高精度指标。例： BB(BURR-BROWN)/TI : XTR 系列精密电流变送器，转换精度 ±0.05%,非线性误差±0.003%。 Honeywell : PPT 、 PPTR 系列智能精密压力传感器，测量精度±0.05%,比传统产品精度提高约一个数量级。

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2)宽量程 (1)测量范围很宽

(2)很强的过载能力(益处？) 例：美国ADI的ADXRS300型单片偏航角速度陀螺仪芯片测量转动物体的偏航角速度的范围是±300°/s。只需并联一设定电阻，可将测量范围扩到1200°/s。 (量程扩展有何方式？)

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3)多参数、多功能实例：(1)多功能式湿度/温度/露点智能传感器系统瑞士Sensirion公司：SHT11/15型高精度、自校准、多功能式智能传感器。同时测相对湿度、温度和露点等参数；

兼有数字湿度计、温度计和露点计这3种仪表功能外形尺寸仅7.62×5.08×2.5mm3, 质量0.1g,体积与一个大火柴头相近。

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(2)多功能式混浊度/电导/温度智能传感器系统混浊度(不透明度): 水或其他液体的不透明程度。当单色光通过含有悬浮粒子的液体时，由于悬浮粒子

引起光的散射，使单色光强度衰减，其衰减量代表液体的混浊度。混浊度是比值，单位NTU。传感器原理：

混浊度测量原理

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Honeywell:APMS-10G型单线接口智能化混浊度传感器