1.3.3　智能传感器的功能

智能传感器通常可以实现以下功能。

（1）复合功能。我们观察周围的自然现象，常见的信号有声、光、电、热、力和化学信号等。敏感元件的测量一般有直接测量和间接测量两种方式。智能传感器具有复合功能，能够同时测量多种物理量和化学量，能够给出可以全面反映物质运动规律的信息。例如，美国加利福尼亚大学研制的复合液体传感器可以同时测量介质的温度、流速、压力和密度；美国EG&G IC Sensors公司研制的复合力学传感器可以同时测量物体某点的三维振动加速度、速度、位移等。

（2）自适应功能。在条件变化的情况下，智能传感器可以在一定范围内使自己的特性自动适应这种变化。通过采用自适应技术，智能传感器能补偿部件老化引起的参数漂移，因此自适应技术可以延长器件或装置的寿命，并拓宽其工作领域。自适应技术提高了传感器的精度，其校正和补偿值不再是一个平均值，而是测量点的真实修正值。

（3）自检、自校、自诊断功能。普通传感器需要定期检验和标定，以保证其在正常使用时具有足够的精度，一般要求将传感器从使用现场拆卸下来并送到实验室或检验部门，以完成上述工作，因此当在线测量传感器出现异常时不能及时诊断。采用智能传感器时，这一情况会发生变化，当电源接通时，自诊断功能发挥作用，通过诊断测试确定组件有无故障，并根据使用时间进行在线校正，微处理器利用存储在EEPROM中的计量特性数据进行对比。

（4）信息存储功能。信息往往是成功的关键，智能传感器可以存储大量信息，供用户随时查询。包括装置的历史信息（如传感器工作时长、电源更换次数等）、传感器的全部数据和图表及组态选择说明，以及串行数、生产日期、目录表和最终出厂测试结果等。内容的多少仅受智能传感器本身存储容量的限制。

（5）数据处理功能。智能传感器提供了数据处理功能，其不仅能放大信号，还能使信号数字化，并通过软件实现信号调节。普通的传感器通常不能给出线性信号，而过程控制却将线性度作为重要目标。智能传感器通过查表可以使非线性信号线性化，但每个传感器要单独编制这种数据表。智能传感器还可以通过数字滤波器对数字信号进行滤波，以减弱噪声等干扰，而且用软件研制复杂的滤波器比用分立电子电路实现容易得多。环境因素补偿也是数据处理的一项重要任务，微控制器能提高信号检测精度。例如，可以通过测量基本检测元件的温度来获得正确的温度补偿系数，从而实现对信号的温度补偿。使用软件也可以实现非线性补偿和其他更复杂的补偿。智能传感器的微控制器使用户易于实现多个信号的加、减、乘、除运算。

（6）组态功能。组态功能是智能传感器的主要特性之一。信号应该放大多少倍？温度传感器以摄氏度还是以华氏度输出温度？智能传感器用户可随意选择需要的组态，如检测范围、可编程通/断延时、选组计数器、常开/常闭、分辨率可设定等。灵活的组态功能大大减少了用户需要研制和更换传感器的类型和数目。利用智能传感器的组态功能可以使同类型的传感器工作在最佳状态，并能在不同场合完成不同工作。

（7）数字通信功能。因为智能传感器能产生大量信息和数据，所以用普通传感器的单一连线无法为装置的数据提供必要的输入和输出。但也不能为需要获取的信息各应用一根引线，这样会使系统非常庞杂。因此，我们需要一种灵活的串行通信系统。在过程工业领域，当前的趋势是向串联网络方向发展。因为智能传感器本身带有微控制器，所以它属于数字式，能配置与外部连接的数字串行通信。串行网络抗环境干扰（如电磁干扰）的能力比普通模拟信号强得多，把串行通信配接到装置上可以有效管理信息传输，使其仅在需要时输出数据。