智能傳感器究竟是什么

隨著測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)不能滿(mǎn)足一定的數(shù)據(jù)處理能力以及自檢、自校、自補(bǔ)償?shù)墓δ埽悄軅鞲衅骱投喙δ軅鞲衅鞯难邪l(fā)和應(yīng)用已經(jīng)走向市場(chǎng)。

定義

智能傳感器（intelligent sensor）是具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。與一般傳感器相比，智能傳感器具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的編程自動(dòng)化能力；功能多樣化。

一個(gè)良好的‘智能傳感器’是由微處理器驅(qū)動(dòng)的傳感器與儀表套裝，并且具有通信與板載診斷等功能。

智能傳感器能將檢測(cè)到的各種物理量?jī)?chǔ)存起來(lái)，并按照指令處理這些數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)造出新數(shù)據(jù)。智能傳感器之間能進(jìn)行信息交流，并能自我決定應(yīng)該傳送的數(shù)據(jù)，舍棄異常數(shù)據(jù)，完成分析和統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。

智能傳感器系統(tǒng)是一門(mén)現(xiàn)代綜合技術(shù)，是當(dāng)今世界正在迅速發(fā)展的高科技新技術(shù)，但還沒(méi)有形成規(guī)范化的定義。早期，人們簡(jiǎn)單、 機(jī)械地強(qiáng)調(diào)在工藝上將傳感器與微處理器兩者緊密結(jié)合， 認(rèn)為“傳感器的敏感元件及其信號(hào)調(diào)理電路與微處理器集成在一塊芯片上就是智能傳感器”。

關(guān)于智能傳感器的中、英文稱(chēng)謂，尚未有統(tǒng)一的說(shuō)法。John Brignell和Nell White認(rèn)為“Intelligent Sensor”是英國(guó)人對(duì)智能傳感器的稱(chēng)謂， 而“Smart Sensor” 是美國(guó)人對(duì)智能傳感器的俗稱(chēng)。而Johan H.Huijsing在“Integrated Smart Sensor”一文中按集成化程度的不同，分別稱(chēng)為“Smart Sensor”、 “Integrated Smart Sensor”。對(duì)“Smart Sensor”的中文譯名有譯為“靈巧傳感器”的， 也有譯為“智能傳感器”的。

《智能傳感器系統(tǒng)》書(shū)上的定義：“傳感器與微處理器賦予智能的結(jié)合，兼有信息檢測(cè)與信息處理功能的傳感器就是智能傳感器(系統(tǒng))”；模糊傳感器也是一種智能傳感器(系統(tǒng))，將傳感器與微處理器集成在一塊芯片上是構(gòu)成智能傳感器(系統(tǒng))的一種方式。（《智能傳感器系統(tǒng)》，劉君華，西安電子科技大學(xué)出版社）

《現(xiàn)代新型傳感器原理與應(yīng)用》書(shū)上的定義：所渭智能式傳感器就是一種帶行微處理機(jī)的，兼有信息檢測(cè)、信息處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能的傳感器。（ 《現(xiàn)代新型傳感器原理與應(yīng)用》 ，劉迎春，葉湘濱等，國(guó)防工業(yè)出版社，2000.5）

智能傳感器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

傳感器像人的五官一樣，是獲取信息的重要工具。它在工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。但與飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)相比較，作為“五官”的傳感器遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上作為“大腦”的計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度。

隨著測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，要求傳感器準(zhǔn)確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好，而且具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，并能夠自檢、自校、自補(bǔ)償。傳統(tǒng)的傳感器已不能滿(mǎn)足這樣的要求。

另外，為制造高性能的傳感器，光靠改進(jìn)材料工藝也很困難，需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感器技術(shù)相結(jié)合，彌補(bǔ)其性能的不足，計(jì)算機(jī)技術(shù)使傳感器技術(shù)發(fā)生了巨大的變革，微處理器(或微計(jì)算機(jī))和傳感器相結(jié)合，產(chǎn)生功能強(qiáng)大的智能傳感器。國(guó)外稱(chēng)為Intelligentsensor(智能傳感器)或Smartsensor(靈巧的、機(jī)敏的、智能傳感器)。另外，傳統(tǒng)的傳感器一般只能測(cè)量一個(gè)參數(shù)，有些場(chǎng)合需要同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)的體積小的多功能傳感器?，F(xiàn)在多國(guó)科學(xué)家已重視這一方向的開(kāi)拓，并已研制出一些多功能傳感器。

1、智能傳感器

智能傳感器是當(dāng)今國(guó)際科技界研究的熱點(diǎn)，尚無(wú)統(tǒng)一的、確切的定義。本文不討論(Intelligentsensor或Smartsensor)兩個(gè)術(shù)語(yǔ)的區(qū)別，統(tǒng)稱(chēng)為智能傳感器。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，智能傳感器是由傳統(tǒng)的傳感器和微處理器(或微計(jì)算機(jī))相結(jié)合而構(gòu)成的，它充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并能對(duì)它的內(nèi)部行為進(jìn)行調(diào)節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)最佳。概括而言， 智能傳感器的主要功能是：

(1) 具有自校零、 自標(biāo)定、 自校正功能；

(2) 具有自動(dòng)補(bǔ)償功能；

(3) 能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù)， 并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

(4) 能夠自動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)、 自選量程、 自尋故障；

(5) 具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能；

(6) 具有雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或者符號(hào)輸出功能；

(7) 具有判斷、決策處理功能。

可實(shí)現(xiàn)的功能

智能傳感器的功能是通過(guò)模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作，結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來(lái)的。是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能單元，它的出現(xiàn)對(duì)原來(lái)硬件性能苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。

1、信息存儲(chǔ)和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)(SmartDistributedSystem)的飛速發(fā)展，對(duì)智能單元要求具備通信功能，用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信，這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。如增益的設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置、測(cè)試數(shù)據(jù)輸出等。

2、自補(bǔ)償和計(jì)算功能——多年來(lái)從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作，但都沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計(jì)算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開(kāi)辟了新的道路。這樣，放寬傳感器加工精密度要求，只要能保證傳感器的重復(fù)性好，利用微處理器對(duì)測(cè)試的信號(hào)通過(guò)軟件計(jì)算，采用多次擬合和差值計(jì)算方法對(duì)漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償，從而能獲得較精確的測(cè)量結(jié)果壓力傳感器。

3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗(yàn)和標(biāo)定，以保證它在正常使用時(shí)足夠的準(zhǔn)確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場(chǎng)拆卸送到實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行。對(duì)于在線測(cè)量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時(shí)診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢，診斷測(cè)試以確定組件有無(wú)故障。其次根據(jù)使用時(shí)間可以在線進(jìn)行校正，微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計(jì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校對(duì)。

4、復(fù)合敏感功能——我們觀察周?chē)淖匀滑F(xiàn)象，常見(jiàn)的信號(hào)有聲、光、電、熱、力、化學(xué)等。敏感元件測(cè)量一般通過(guò)兩種方式：直接和間接的測(cè)量。而智能傳感器具有復(fù)合功能，能夠同時(shí)測(cè)量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息。如美國(guó)加利弗尼亞大學(xué)研制的復(fù)合液體傳感器，可同時(shí)測(cè)量介質(zhì)的溫度、流速、壓力和密度。復(fù)合力學(xué)傳感器，可同時(shí)測(cè)量物體某一點(diǎn)的三維振動(dòng)加速度（加速度傳感器）、速度（速度傳感器）、位移（位移傳感器），等等。[1]

5、智能傳感器的集成化----由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展使得傳感器與相應(yīng)的電路都集成到同一芯片上，而這種具有某些智能功能的傳感器叫作集成智能傳感器集成智能傳感器的功能有三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：較高信噪比：傳感器的弱信號(hào)先經(jīng)集成電路信號(hào)放大后再遠(yuǎn)距離傳送，就可大大改進(jìn)信噪比。改善性能：由于傳感器與電路集成于同一芯片上，對(duì)于傳感器的零漂、溫漂和零位可以通過(guò)自校單元定期自動(dòng)校準(zhǔn)，又可以采用適當(dāng)?shù)姆答伔绞礁纳苽鞲衅鞯念l響。信號(hào)規(guī)一化：傳感器的模擬信號(hào)通過(guò)程控放大器進(jìn)行規(guī)一化，又通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，微處理器按數(shù)字傳輸?shù)膸追N形式進(jìn)行數(shù)字規(guī)一化，如串行、并行、頻率、相位和脈沖等。

目前研制的智能傳感器只具有上述功能中的一部分。傳統(tǒng)的傳感器只能作為敏感元件，檢測(cè)物理量的變化，而智能傳感器則包括測(cè)量信號(hào)調(diào)理(如濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等)、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)顯示等。它幾乎包括了儀器儀表的全部功能?？梢?jiàn)智能傳感器的功能已延伸到儀器的領(lǐng)域。

早期的智能傳感器是將傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)處理和轉(zhuǎn)化后由接口送到微處理機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。80年代智能傳感器主要以微處理器為核心，把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路、微電子計(jì)算機(jī)存貯器及接口電路集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高，使傳感器實(shí)現(xiàn)了微型化、結(jié)構(gòu)一體化、陣列式、數(shù)字式，使用方便、操作簡(jiǎn)單，并具有自診斷功能、記憶與信息處理功能、數(shù)據(jù)存貯功能、多參量測(cè)量功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能、邏輯思維以及判斷功能。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強(qiáng)，它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)(如傳感器信息融合技術(shù)、模糊理論等)，使傳感器具有更高級(jí)的智能，具有分析、判斷、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的功能，可以完成圖象識(shí)別、特征檢測(cè)、多維檢測(cè)等復(fù)雜任務(wù)。

智能傳感器大體上可以分三種類(lèi)型：即具有判斷能力的傳感器；具有學(xué)習(xí)能力的傳感器；具有創(chuàng)造能力的傳感器。

智能傳感器的結(jié)構(gòu)

智能傳感器主要由傳感器、微處理器(或微計(jì)算機(jī))及相關(guān)電路組成。

傳感器將被測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，送到信號(hào)調(diào)理電路中，進(jìn)行濾波、放大、模-數(shù)轉(zhuǎn)換后，送到微計(jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)是智能傳感器的核心，它不但可以對(duì)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理，還可以通過(guò)反饋回路對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于計(jì)算機(jī)充分發(fā)揮各種軟件的功能，可以完成硬件難以完成的任務(wù)，從而大大降低傳感器制造的難度，提高傳感器的性能，降低成本。

智能傳感器的結(jié)構(gòu)可以是集成的，也可以是分離式，按結(jié)構(gòu)可以分為集成式、混合式和模塊式三種形式。集成智能傳感器是將一個(gè)或多個(gè)敏感器件與微處理器、信號(hào)處理電路集成在同一硅片上，集成度高，體積小。這種集成的傳感器在目前的技術(shù)水平下還很難實(shí)現(xiàn)。將傳感器和微處理器、信號(hào)處理電路作在不同的芯片上，則構(gòu)成混合式的智能傳感器(HybridSmart2Sensor)。

目前這類(lèi)結(jié)構(gòu)較多。初級(jí)的智能傳感器也可以有許多互相獨(dú)立的模塊組成，如將微計(jì)算機(jī)、信號(hào)調(diào)理電路模塊、輸出電路模塊、顯示電路模塊和傳感器裝配在同一殼體內(nèi)，則組高，體積較大，但在目前的技術(shù)水平下，仍不失為一種實(shí)用的結(jié)構(gòu)形式。

智能傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1）在智慧農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用

由于環(huán)境的特殊性，農(nóng)業(yè)項(xiàng)目大多都在田間進(jìn)行，校正操作非常的不方便，人工成本也非常高，因此對(duì)傳感器數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的要求非常高，智能傳感器是最有效的一種傳感器。

2）在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有了優(yōu)良的智能傳感器，工業(yè)自動(dòng)化也就無(wú)從談起。

3）在機(jī)器人中的應(yīng)用

如今的機(jī)器人已具有類(lèi)似人一樣的肢體及感官功能，有一定程度的智能，動(dòng)作程序靈活，在工作時(shí)可以不依賴(lài)人的操縱，而這一切都少不了傳感器的功勞，傳感器是機(jī)器人感知外界的重要幫手。

4）在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用

隨著智能傳感器的發(fā)展，醫(yī)學(xué)智能傳感器作為拾取生命體征信息的五官，它的作用日益顯著，并得到廣泛應(yīng)用。如：在圖像處理、臨床化學(xué)檢驗(yàn)、生命體征參數(shù)的監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)、呼吸、神經(jīng)、心血管疾病的診斷與治療等方面，智能傳感器的作用不可替代，未來(lái)它在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備中幾乎無(wú)所不在。

智能傳感器應(yīng)用于醫(yī)療

5）在智能家電中的應(yīng)用

智能家居是未來(lái)的一大趨勢(shì)，而智能家電將是很多家庭的必備產(chǎn)品，智能傳感器未來(lái)在很多家電中均可應(yīng)用，如電視劇、風(fēng)扇、空調(diào)、洗衣機(jī)、晾衣機(jī)、冰箱、衣柜等，它是實(shí)現(xiàn)人與家電交流的基本器件，也是構(gòu)成家居物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

我國(guó)智能傳感器行業(yè)發(fā)展的不足

1、關(guān)鍵技術(shù)尚未突破

傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)囊括了多種學(xué)科、理論、材料和工藝知識(shí)，突破起來(lái)十分困難，目前，在人才匱乏、研發(fā)成本高昂、企業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，我國(guó)還沒(méi)有突破傳感器一些共性關(guān)鍵技術(shù)。

2、產(chǎn)業(yè)化能力不足

由于我國(guó)企業(yè)技術(shù)實(shí)力的落后，行業(yè)發(fā)展規(guī)范尚未形成，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)品不配套且不成系列，重復(fù)生產(chǎn)、惡性競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象的多發(fā)，使得產(chǎn)品可靠性較差、低端偏移較為嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)化程度與品種和系列不成正比，只能長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口。

3、資源不集中

目前我國(guó)傳感器企業(yè)又1，600余家，但大都以小微企業(yè)為主，盈利能力不強(qiáng)，缺乏技術(shù)引領(lǐng)的龍頭企業(yè)，最終導(dǎo)致資金、技術(shù)、企業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)等方面都變現(xiàn)出分散的狀態(tài)，資源得不到有效集中，產(chǎn)業(yè)發(fā)展也遲遲無(wú)法走向成熟。

4、高端人才較為匱乏

由于傳感器行業(yè)發(fā)展處于起步階段，資金、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)都較為薄弱，加之涉及學(xué)科多，要求知識(shí)面廣，新技術(shù)層出不窮，導(dǎo)致很難吸引到高端人才投身其中。此外，我國(guó)人才培養(yǎng)機(jī)制的不完善、不合理，也導(dǎo)致行業(yè)面臨人才缺乏問(wèn)題。

智能傳感器技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)

1、向高精度發(fā)展

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)程度的提高，對(duì)傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性。

2、向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展

傳感器的可靠性直接影響到電子設(shè)備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永久性的方向。發(fā)展新興材料( 如陶瓷) 傳感器將很有前途。

3、向微型化發(fā)展

各種控制儀器設(shè)備的功能越來(lái)越強(qiáng)，要求各個(gè)部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。如傳統(tǒng)的加速度傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩(wěn)定性差、壽命也短，而利用激光等各種微細(xì)加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好。

4、向微功耗及無(wú)源化發(fā)展

傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時(shí)離不開(kāi)電源，在野外現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地方，往往是用電池供電或用太陽(yáng)能等供電，開(kāi)發(fā)微功耗的傳感器及無(wú)源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。目前，低功耗損的芯片發(fā)展很快，如T12702 運(yùn)算放大器， 靜態(tài)功耗只有1.5 A， 而工作電壓只需2~ 5V.

5、向智能化數(shù)字化發(fā)展

隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是單一的模擬信號(hào)( 如0~ 10mV) ， 而是經(jīng)過(guò)微電腦處理好后的數(shù)字信號(hào)， 有的甚至帶有控制功能， 這就是所說(shuō)的數(shù)字傳感器。

6、向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)化是傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向，網(wǎng)絡(luò)的作用和優(yōu)勢(shì)正逐步顯現(xiàn)出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)傳感器必將促進(jìn)電子科技的發(fā)展。

智能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最重要的技術(shù)之一，在為傳統(tǒng)行業(yè)注入新鮮血液的同時(shí)也引領(lǐng)了傳感器產(chǎn)業(yè)的潮流，在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、海洋、航天、軍事、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均發(fā)揮著核心作用，隨著智能傳感器技術(shù)的發(fā)展，新一代智能傳感器將結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等技術(shù)不斷完善其功能，具有十分可觀的發(fā)展前景。

注意事項(xiàng)

好的傳感器的設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)加技術(shù)的結(jié)晶。一般理解傳感器是將一種物理量經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換成一種能以另外一種直觀的可表達(dá)的物理量的描述。比如轉(zhuǎn)換成僅依賴(lài)于此測(cè)物理量的較高的電壓電流等信號(hào)，再顯示出來(lái)。因此需要注意幾點(diǎn)：

1、一般所測(cè)得的物理量是非常小的，通常還帶有作為傳感器物理轉(zhuǎn)換元件固有的轉(zhuǎn)換噪聲。比如傳感器在1被放大倍率下的信號(hào)強(qiáng)度為0.1~1uV，此時(shí)的背景噪聲信號(hào)也有這么大的水平，甚至于將其湮滅。如何將有用信號(hào)盡量取出并且壓低噪聲是傳感器設(shè)計(jì)的首要解決的問(wèn)題。

2、傳感器電路一定要簡(jiǎn)單精煉。設(shè)想具有3級(jí)放大電路的，帶有2級(jí)有源濾波器的放大回路，放大了信號(hào)的同時(shí)也將噪聲放大了，如果噪聲不是明顯偏離有用信號(hào)頻譜，則無(wú)論怎樣濾波兩者同時(shí)放大，結(jié)果信噪比沒(méi)有提高。因此傳感器電路一定要精煉簡(jiǎn)約。能省1只電阻或電容就一定要將它去掉。這一點(diǎn)是許多設(shè)計(jì)傳感器的工程師們?nèi)菀缀雎缘膯?wèn)題。已知的情況是，傳感器電路隨著噪聲的問(wèn)題困擾，電路越修改越復(fù)雜，成為怪圈。[3]

3、功耗問(wèn)題。傳感器通常在后續(xù)電路的前端，有可能需要較長(zhǎng)的引線連接。當(dāng)傳感器功耗較大時(shí)引線的連接將會(huì)所有的無(wú)謂噪聲以及電源噪聲引入使得后續(xù)電路愈發(fā)難以設(shè)計(jì)。在夠用的情況小如何降低功耗也是一個(gè)不小的考驗(yàn)。

4、元器件的選用和電源回路。元器件的選用一定要夠用為好，只要器件指標(biāo)在需要的范圍之內(nèi)就可以了，余下的就是電路設(shè)計(jì)問(wèn)題。電源是傳感器電路設(shè)計(jì)過(guò)程一定要遇到的難題，不要追求無(wú)法達(dá)到的電源指標(biāo)，而選擇一款帶有較好的共模抑制比的運(yùn)放，采用差分放大電路設(shè)計(jì)可能最普通的開(kāi)關(guān)電源以及器件就能滿(mǎn)足你的要求。電源的退偶一定要可靠設(shè)計(jì)，并且遵循器件手冊(cè)的要求，寧多勿少。