智能壓力傳感器主要由傳感器、微處理器及其相關(guān)電路組成。傳感器將被測的物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號,送到信號調(diào)度電路中,進(jìn)行濾波、擴(kuò)大、模-數(shù)轉(zhuǎn)換后,送到微核算機(jī)中。核算機(jī)是智能傳感器的核心,它不但能夠?qū)鞲衅髡闪繑?shù)據(jù)進(jìn)行核算、存儲、數(shù)據(jù)處理,還能夠經(jīng)過反應(yīng)回路對傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于核算機(jī)充分發(fā)揮各種軟件的功用,能夠完結(jié)硬件難以完結(jié)的使命,然后大大降低傳感器制作的難度,進(jìn)步傳感器的功用,降低成本。

如果從結(jié)構(gòu)上區(qū)分，智能傳感器能夠分為集成式、混合式和模塊式。集成智能傳感器是將一個或多個靈敏器材與微處理器、信號處理電路集成在同一硅片上，集成集成度高，體積小。

    但現(xiàn)在的技術(shù)水平還很難完成;將傳感器和微處理器、信號處理電路做在不同芯片上，則構(gòu)成混合式智能傳感器，現(xiàn)在這類結(jié)構(gòu)較多;初級的智能傳感器也能夠由許多相互獨(dú)立的模塊組成，如將微核算機(jī)、信號調(diào)度電路模塊、數(shù)據(jù)電路模塊、顯現(xiàn)電路模塊和傳感器裝配在同一殼結(jié)構(gòu)內(nèi)則組成模塊式智能傳感器。

下面以智能式壓力傳感器為例來說明智能傳感器的典型結(jié)構(gòu)和各部分的功用。

在DTP型智能式壓力傳感器中，主壓力傳感器為壓力傳感器，它的作用是用來丈量被測壓力參數(shù)的。輔佐傳感器為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。溫度傳感器的作用是用來檢測主傳感器作業(yè)時，由于環(huán)境溫度改變或被測介質(zhì)溫度改變而使其壓力靈敏元件溫度改變，以便依據(jù)其溫度改變批改與補(bǔ)償溫度改變對丈量帶來的差錯。

    而環(huán)境壓力傳感器的作用時丈量作業(yè)環(huán)境大氣壓改變，以便批改大氣壓改變對丈量的影響。由此可見，智能式傳感器具有較強(qiáng)的自適應(yīng)才能，它能夠判別作業(yè)環(huán)境要素的改變，進(jìn)行必要的批改，保證丈量的準(zhǔn)確性。

微機(jī)硬件體系，用于對傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行擴(kuò)大、處理、存儲和核算機(jī)通訊。體系構(gòu)成狀況由其應(yīng)具備的功用而定。DTP就有一個串行輸出口，以RS-232指令格局傳輸數(shù)據(jù)。

上面以智能式壓力傳感器為例給了智能傳感器一個形象直觀的說明。下面詳細(xì)談?wù)勗敿?xì)規(guī)劃智能傳感器所選用的兩種主要結(jié)構(gòu)，一種是數(shù)值傳感器信號處理(DSSP)，另一種是數(shù)字控制的模仿信號處理(DCASP)。

DCASP結(jié)構(gòu)是一種最基本的結(jié)構(gòu)，它在傳感器和模仿輸出之間直接供給了一個模仿通道，因此，被丈量分辨率和相應(yīng)時刻不受影響。溫度補(bǔ)償和校對都在并聯(lián)賄賂完成，并聯(lián)回路能改變信號擴(kuò)大器的失諧和增益。要取得數(shù)字輸出信號，可加一個A/D改換器。

準(zhǔn)確的規(guī)劃都選用DSSP結(jié)構(gòu)。它一般包含兩個傳感器：被丈量傳感器(例如壓力)和溫度(補(bǔ)償)傳感器。在硅器材中，溫度信號可直接從被丈量傳感器提取出來。

    傳感器信號經(jīng)多路調(diào)制器送到A/D改換器，然后再送到微控器進(jìn)行信號的補(bǔ)償和校對。丈量的穩(wěn)定性只由A/D改換器的穩(wěn)定性決定?？捎脗鞲衅鬏敵龅乃惴ㄚ吔蚨嗤獗砥扰R法進(jìn)行信號處理。每個給定傳感器的校對系數(shù)都被獨(dú)自貯存再永久寄存器中。如果需求模仿輸出，可另外加一個D/A改換器。

具有DSSP結(jié)構(gòu)智能傳感器一個杰出的長處在于，它能夠與其他任一數(shù)字接口的儀器銜接，選用點(diǎn)點(diǎn)之間通訊總線，多點(diǎn)通訊總線以及局域網(wǎng)絡(luò)Mininet進(jìn)行通訊。但是，DSSP結(jié)構(gòu)的分辨率受輸入A/D改換的分辨率和補(bǔ)償/校對處理分辨率的約束。呼應(yīng)時刻受A/D改換時刻和補(bǔ)償處理時刻約束。

集成式智能傳感器

壓力傳感器的集成化是指將多個功用相同或不同的靈敏器材制作在同一個芯片上構(gòu)成傳感器陣列,主要有三個方面的意義:

    一是將多個功用完全相同的靈敏單元集成制作在同一個芯片上,用來丈量被丈量的空間散布信息,例如壓力傳感器陣列或我們熟知的CCD器材。

    二是對多個結(jié)構(gòu)相同、功用附近的靈敏單元進(jìn)行集成,例如將不同氣敏傳感元集成在一起組成“電子鼻”,使用各種靈敏元對不同氣體的交叉靈敏效應(yīng),選用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別等先進(jìn)數(shù)據(jù)處理技術(shù),能夠?qū)旌蠚怏w的各種組分一起監(jiān)測,得到混合氣體的組成信息,一起進(jìn)步氣敏傳感器的丈量精度;這層意義上的集成還有一種狀況是將不同量程的傳感元集成在一起,能夠依據(jù)待丈量的巨細(xì)在各個傳感元之間切換,在保證丈量精度的一起,擴(kuò)大傳感器的丈量規(guī)模。

    第三層意義是指對不同類型的傳感器進(jìn)行集成,例如集成有壓力、溫度、濕度、流量、加速度、化學(xué)等靈敏單元的傳感器,能一起測到環(huán)境中的物理特性或化學(xué)參量,用來對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。