目前,智能傳感器的實(shí)現(xiàn)是沿著傳感器技術(shù)發(fā)展的三條途徑進(jìn)行:a、利用計(jì)算機(jī)合成,即智能合成;b、利用特殊功能材料,即智能材料;c、利用功能化幾何結(jié)構(gòu),即智能結(jié)構(gòu)。智能合成表現(xiàn)為傳感器裝置與微處理器的結(jié)合,這是目前的主要途徑。
按傳感器與計(jì)算機(jī)的合成方式,目前的傳感技術(shù)沿用以下三種具體方式實(shí)現(xiàn)智能傳感器。
1、非集成化的模塊方式
非集成化智能傳感器是將傳統(tǒng)的基本傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、帶數(shù)字總線接口的微處理器組合為一個(gè)整體而構(gòu)成的智能傳感器系統(tǒng)。這種非集成化智能傳感器是在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)發(fā)展形勢(shì)的推動(dòng)下迅速發(fā)展起來的。自動(dòng)化儀表生產(chǎn)廠家原有的一套生產(chǎn)工藝設(shè)備基本不變, 附加一塊帶數(shù)字總線接口的微處理器插板組裝而成, 并配備能進(jìn)行通信、控制、自校正、自補(bǔ)償、自診斷等智能化軟件, 從而實(shí)現(xiàn)智能傳感器功能。這是一種最經(jīng)濟(jì)、最快速建立智能傳感器的途徑。
2、集成化實(shí)現(xiàn)
這種智能傳感器系統(tǒng)是采用微機(jī)械加工技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝技術(shù), 利用硅作為基本材料來制作敏感元件、信號(hào)調(diào)理電路以及微處理器單元, 并把它們集成在一塊芯片上構(gòu)成的。集成化實(shí)現(xiàn)使智能傳感器達(dá)到了微型化、結(jié)構(gòu)一體化, 從而提高了精度和穩(wěn)定性。敏感元件構(gòu)成陣列后, 配合相應(yīng)圖像處理軟件, 可以實(shí)現(xiàn)圖形成像且構(gòu)成多維圖像傳感器, 這時(shí)的智能傳感器就達(dá)到了它的最高級(jí)形式。
3、混合實(shí)現(xiàn)
要在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)智能傳感器系統(tǒng)存在著許多棘手的難題。根據(jù)需要與可能, 可將系統(tǒng)各個(gè)集成化環(huán)節(jié)(如敏感單元、信號(hào)調(diào)理電路、微處理器單元、數(shù)字總線接口) 以不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上, 并裝在一個(gè)外殼里。