智慧壓力感測器的基本結構由哪幾方面組成??

智慧壓力感測器的基本結構由哪幾方面組成?整合式智慧感測器 壓力感測器的整合化是指將多個功能相同或不同的敏感器件製作在同一個晶片上構成感測器陣列,主要有三個方面的含義: 一、是將多個功能完全相同的敏感單元整合製造在同一個晶片上,用來測量被測量的空間分佈資訊,例如壓力感測器陣列或我們熟知的CCD器件。 二、是對多個結構相同、功能相近的敏感單元進行整合,例如將不同氣敏感測元整合在一起組成“電子鼻”,利用各種敏感元對不同氣體的交叉敏感效應,採用神經網路模式識別等先進資料處理技術,可以對混合氣體的各種組分同時監測,得到混合氣體的組成資訊,同時提高氣敏感測器的測量精度;這層含義上的整合還有一種情況是將不同量程的感測元整合在一起,可以根據待測量的大小在各個感測元之間切換,在保證測量精度的同時,擴大感測器的測量範圍。 智慧壓力感測器主要由感測器、微處理器及其相關電路組成。壓力感測器不但可以對感測器測量資料進行計算、儲存、資料處理,還可以通過反饋迴路對感測器進行調節。由於計算機充分發揮各種軟體的功能,可以完成硬體難以完成的任務,從而大大降低感測器製造的難度,提高感測器的效能,降低成本。感測器將被測的物理量轉換成相應的電訊號,送到訊號調理電路中,進行濾波、放大、模-數轉換後,送到微計算機中。 如果從結構上劃分,智慧感測器可以分為整合式、混合式和模組式。整合智慧感測器是將一個或多個敏感器件與微處理器、訊號處理電路整合在同一矽片上,整合整合度高,體積小,但目前的技術水平還很難實現;將感測器和微處理器、訊號處理電路做在不同晶片上,則構成混合式智慧感測器,目前這類結構較多;初級的智慧感測器也可以由許多互相獨立的模組組成,如將微計算機、訊號調理電路模組、資料電路模組、顯示電路模組和感測器裝配在同一殼結構內則組成模組式智慧感測器。 下面以智慧式壓力感測器為例來說明智慧感測器的典型結構和各部分的功能。 在DTP型智慧式壓力感測器中,主壓力感測器為壓力感測器,它的作用是用來測量被測壓力引數的。輔助感測器為溫度感測器和環境壓力感測器。溫度感測器的作用是用來檢測主感測器工作時,由於環境溫度變化或被測介質溫度變化而使其壓力敏感元件溫度變化,以便根據其溫度變化修正與補償溫度變化對測量帶來的誤差。而環境壓力感測器的作用時測量工作環境大氣壓變化,以便修正大氣壓變化對測量的影響。由此可見,智慧式感測器具有較強的自適應能力,它可以判斷工作環境因素的變化,進行必要的修正,保證測量的準確性。 微機硬體系統,用於對感測器輸出的微弱訊號進行放大、處理、儲存和計算機通訊。系統構成情況由其應具備的功能而定。DTP就有一個序列輸出口,以RS-232指令格式傳輸資料。 上面以智慧式壓力感測器為例給了智慧感測器一個形象直觀的說明。下面具體談談具體設計智慧感測器所採用的兩種主要結構,一種是數值感測器訊號處理(DSSP),另一種是數字控制的模擬訊號處理(DCASP)。 DCASP結構是一種最基本的結構,它在感測器和模擬輸出之間直接提供了一個模擬通道,因此,被測量解析度和相應時間不受影響。溫度補償和校正都在並聯賄賂實現,並聯迴路能改變訊號放大器的失調和增益。要獲得數字輸出訊號,可加一個A/D變換器。 精確的設計都採用DSSP結構。它通常包括兩個感測器:被測量感測器(例如壓力)和溫度(補償)感測器。壓力開關在矽器件中,溫度訊號可直接從被測量感測器提取出來。感測器訊號經多路調製器送到A/D變換器,然後再送到微控器進行訊號的補償和校正。測量的穩定性只由A/D變換器的穩定性決定。可用感測器輸出的演算法趨近或多表面逼近法進行訊號處理。每個給定感測器的校正係數都被單獨儲存再永久暫存器中。如果需要模擬輸出,可另外加一個D/A變換器。 具有DSSP結構智慧感測器一個突出的優點在於,它可以與其他任一數字介面的儀器連線,採用點點之間通訊匯流排,多點通訊匯流排以及區域網絡Mininet進行通訊。但是,DSSP結構的解析度受輸入A/D變換的解析度和補償/校正處理解析度的限制。響應時間受A/D變換時間和補償處理時間限制。

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