智能传感器.doc
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1、所谓传感器系统简单地讲就是传感器、计算机和通讯技术的结合。而智能传感器系统与微传感器系统就是其中的两个主要的研究方向。三条途径实现智能传感器:(1)非集成化实现(2)集成化实现(3)混合实现。2、集成化智能传感器有三种存在形式:(1)初级形式(2)中级形式/自立形式(3)高级形式。初级形式中没有微处理单元。3、“所谓智能传感器,就是一中带有未处理器兼有监测信息和信息处理功能的传感器”、“传感器(通过信号调理电路)于微处理器富赋予能的结合,兼有信息监测与信息处理功能的传感器就是智能传感器”。4、传感器系统的基本特性是指系统输入(被测物理量)信号x(t)与其输出信号y(t)之间的关系。对传感器系统的基本特性的研究,主要用于两个方面:第一,用作为一个测量系统。第二,用于传感器系统本身的研究、设计与建立。5、静态特性又称“刻度特性”、“标定曲线”或“标准曲线”。它表示当输入系统的被测物理量x(t)为不随时间变化的恒定信号,即x(t)=常量时,系统的输入与输出之间呈现的关系。y=s0+s1x+x2x^2+…+snx^n6、静态特性的基本参数:(1)零位(零点):当输入量为零即x=0时,传感器系统输出量y不为零的数值。y0=s0(2)量程Y(FS):又称“满刻度”,它表征系统能够承受最大输入量xFS的能力。(3)灵敏度:表征系统对输入量变化反应的能力。S=△y/△x。(4)分辨率:又称“灵敏度阈”或“分辨力”,它表征系统有效辨别输入量最小变化量的能力。7、静态特性的性能指标:迟滞、重复性、线性度、准确度、温度系数与温度附加误差。8、动态特性:一、微分方程。二、传递函数。三、频率特性。9、压祖效应:指半导体材料受到应力作用时,其电阻率发生明显变化的现象。10、多信号测量法:二信号法、三信号法、三步测量法<步骤:测零点;标定;测量>11、智能传感器的基本组成:传感器、信号调节电路、数据采集与转换、PC机及其I/O接口设备。12、测量系统的静态性能由其静态输入输出特性来表征。13、刻度转换:传感器及其调理电路的输出量多是电学量,传统测量仪器系统的基本功能就是要将传感器及其调理电路输出的电学量转换为被测量。14、智能传感器系统是通过软件来进行非线性刻度转换的,在实现智能化刻度转换功能的同时,也实现了非线性自校正功能,从而改善了系统的静态性能,提高了系统的测量精度。15、采用智能化传感非线性自校正模块以实现刻度转换的编程方法:(1)查表法(2)曲线拟合法(3)神经网络法(4)支持向量机法。16、查表法:是一种分段线性插值法。它是根据精度要求对反非线性曲线进行分段,用若干段折线逼近曲线,将折点坐标值存入数据表中,测量时首先要明确对应输入被测量xi的电压值ui是在哪一段;然后根据那一段的斜率进行线性插值,即得输出值yi=xi。17、两基准法又称三步测量法:适用于测量系统的正模型可用线性方程表示的系统。步骤:第一步校零;第二步标定;第三步测量。18、多基准法:适用于测量系统的正模型是非线性方程的系统。反非线性特性拟合方程式:x(y)=c0+c1y+c2y^219、滤波器可分为由硬件实现的连续时间系统的模拟滤波器和由软件实现的数字滤波器。20、数字滤波器的主要功能:一是抑制噪声干扰信号,起消噪作用。二是提取某频段频率分量的信号。三是作频率补偿器使测量系统频带扩展。21、滤波器的特征频带:(1)通带(2)阻带(3)过渡带22、滤波器的分类:(1)低通滤波器:通带在低频段为0~f1,过渡带为f1~f2,f2>f1。(2)高通滤波器:通带在高频段,为f2~∞,过渡带为f1~f2,f2>f1。(3)带通滤波器:通带在中频段,为f1~f2,阻带在通带两侧,有两个过渡带。(3)带阻滤波器,阻带在中频段,为f1~f2,阻带两侧均为通带,有两个过渡带。23、自相关函数的性质:(1)自相关函数是偶函数(2)T=0时自相关值Rx(0)是自相关函数Rx(T)的最大值且等于均方值4^2。(3)平稳随机过程的自相关函数Rx(T)不反映相关信息,至于两个时刻的延时时间间隔T有关。24、自相关函数的特点:(1)确定信号在所有T值,包括T∞,都有自相关函数值不为平均值m的函数值存在,即Rx(T∞)≠m,而随机信号在很小的T值,其自相关函数就降到平均值m。(2)确定性信号x(t)是周期信号,则他的自相关函数Rx(T)也是周期函数,其周期与信号x(t)的周期相同。25、人工神经网络结构:将大量功能简单的基本神经元通过一定的拓扑结构组织起来,构成群体并行分布式处理的计算结构26、神经网络结构分类:分层网络(输入层、隐层、输出层)、互相连接型网络27、神经元是人工神经网络的基本单元28、神经元的两基本特性:输出是各个输入综合作