1.3.3　智能傳感器的功能

智能傳感器通常可以實現以下功能。

（1）復合功能。我們觀察周圍的自然現象，常見的信號有聲、光、電、熱、力和化學信號等。敏感元件的測量一般有直接測量和間接測量兩種方式。智能傳感器具有復合功能，能夠同時測量多種物理量和化學量，能夠給出可以全面反映物質運動規律的信息。例如，美國加利福尼亞大學研制的復合液體傳感器可以同時測量介質的溫度、流速、壓力和密度；美國EG&G IC Sensors公司研制的復合力學傳感器可以同時測量物體某點的三維振動加速度、速度、位移等。

（2）自適應功能。在條件變化的情況下，智能傳感器可以在一定范圍內使自己的特性自動適應這種變化。通過采用自適應技術，智能傳感器能補償部件老化引起的參數漂移，因此自適應技術可以延長器件或裝置的壽命，并拓寬其工作領域。自適應技術提高了傳感器的精度，其校正和補償值不再是一個平均值，而是測量點的真實修正值。

（3）自檢、自校、自診斷功能。普通傳感器需要定期檢驗和標定，以保證其在正常使用時具有足夠的精度，一般要求將傳感器從使用現場拆卸下來并送到實驗室或檢驗部門，以完成上述工作，因此當在線測量傳感器出現異常時不能及時診斷。采用智能傳感器時，這一情況會發生變化，當電源接通時，自診斷功能發揮作用，通過診斷測試確定組件有無故障，并根據使用時間進行在線校正，微處理器利用存儲在EEPROM中的計量特性數據進行對比。

（4）信息存儲功能。信息往往是成功的關鍵，智能傳感器可以存儲大量信息，供用戶隨時查詢。包括裝置的歷史信息（如傳感器工作時長、電源更換次數等）、傳感器的全部數據和圖表及組態選擇說明，以及串行數、生產日期、目錄表和最終出廠測試結果等。內容的多少僅受智能傳感器本身存儲容量的限制。

（5）數據處理功能。智能傳感器提供了數據處理功能，其不僅能放大信號，還能使信號數字化，并通過軟件實現信號調節。普通的傳感器通常不能給出線性信號，而過程控制卻將線性度作為重要目標。智能傳感器通過查表可以使非線性信號線性化，但每個傳感器要單獨編制這種數據表。智能傳感器還可以通過數字濾波器對數字信號進行濾波，以減弱噪聲等干擾，而且用軟件研制復雜的濾波器比用分立電子電路實現容易得多。環境因素補償也是數據處理的一項重要任務，微控制器能提高信號檢測精度。例如，可以通過測量基本檢測元件的溫度來獲得正確的溫度補償系數，從而實現對信號的溫度補償。使用軟件也可以實現非線性補償和其他更復雜的補償。智能傳感器的微控制器使用戶易于實現多個信號的加、減、乘、除運算。

（6）組態功能。組態功能是智能傳感器的主要特性之一。信號應該放大多少倍？溫度傳感器以攝氏度還是以華氏度輸出溫度？智能傳感器用戶可隨意選擇需要的組態，如檢測范圍、可編程通/斷延時、選組計數器、常開/常閉、分辨率可設定等。靈活的組態功能大大減少了用戶需要研制和更換傳感器的類型和數目。利用智能傳感器的組態功能可以使同類型的傳感器工作在最佳狀態，并能在不同場合完成不同工作。

（7）數字通信功能。因為智能傳感器能產生大量信息和數據，所以用普通傳感器的單一連線無法為裝置的數據提供必要的輸入和輸出。但也不能為需要獲取的信息各應用一根引線，這樣會使系統非常龐雜。因此，我們需要一種靈活的串行通信系統。在過程工業領域，當前的趨勢是向串聯網絡方向發展。因為智能傳感器本身帶有微控制器，所以它屬于數字式，能配置與外部連接的數字串行通信。串行網絡抗環境干擾（如電磁干擾）的能力比普通模擬信號強得多，把串行通信配接到裝置上可以有效管理信息傳輸，使其僅在需要時輸出數據。