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1、 第九章（1）智能传感器智能传感器的结构与系统 智能传感器是一种带微处理器兼有检测、判断、信息处理、信息记忆、逻辑思维等功能的传感器。l其特点是：1、易于线性化。2、自动修正测量数据减少环境因素引起的误差。3、具有抑制漂移的能力。4、其跟踪滤波功能可以去除噪声、提高信噪比从而提高传感器的可靠性。5、用软件解决硬件难以解决的问题，完成数据计算与数据处理工作。l 智能传感器主要由敏感元件、微处理器及相关电路组成。l智能传感器的原理框图如下传感元件信号调理微处理器通讯接口输入接口 微处理器是智能传感器的智能核心，承担了数据收集、数据存储、数据处理、系统校准、系统补偿等大量硬件难以完成的工作，从而大大
2、降低了传感器的制造难度，提高了传感器的性能，降低了成本，提高了传感器的可靠性。l智能传感器有集成式、混合式和模块式三种结构。集成式：将若干个敏感元件与微处理器、信号处理电路集成在同一硅片上。混合式：将传感器和微处理器、信号处理电路做在不同的芯片上，这是目前的智能传感器的主要形式。模块式：将传感元件模块、微处理器模块、信号调理电路模块等装配在同一个壳结构内。智能传感器的功能特点l1 1、具有逻辑思维与判断、信息处理功能，可对、具有逻辑思维与判断、信息处理功能，可对检测数值进行分析、修正和误差补偿，提高测量检测数值进行分析、修正和误差补偿，提高测量精度。精度。l 2 2、具有自诊断、自校准功能，提
3、高了可靠性。、具有自诊断、自校准功能，提高了可靠性。l3 3、组态功能可以实现多传感器多参数复合测、组态功能可以实现多传感器多参数复合测量，扩大了检测使用范围。量，扩大了检测使用范围。用户可以选择需要的组态。包括检测范围，可编程通/断延时，选组计数器，常开/常闭，分辨率选择等。可使同一类型的传感器工作在最佳状态，并且能在不同场合从事不同的工作。l4 4、存储功能使检测数据可以随时存取。、存储功能使检测数据可以随时存取。l5 5、数据通信功能具有数据通信接口，能与计、数据通信功能具有数据通信接口，能与计算机直接联机，互相交换信息。算机直接联机，互相交换信息。智能传感器具有的串行通信接口，既可以直
4、接与计算机进行数据通信，实现点对点的测控，也可以构成智能传感器网络与计算机实现数据通信，实现点对多点的分布式集散测控系统。避免了模拟信号的远距离传输，提高了系统的可靠性。l6 6、自适应技术、自适应技术 可在条件变化的情况下，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，智能传感器能补偿老化部件引起的参数漂移，延长器件或装置的寿命。同时扩大其工作领域，自动适应不同的环境条件。自适应技术提高了传感器的重复性和准确度。智能传感器中的软件l软件对传感器的测量过程进行管理和调节，使之工作在最佳状态，并对传感器数据进行各种处理，从而增强传感器功能，提高性能指标。l一、温度补偿基本方法是：
5、1、将温度敏感元件与智能传感器的敏感元件集成在一起，用于测量敏感元件的环境温度。2、建立温度误差的数学模型，微处理器根据测得的温度值和数学模型进行补偿。3、查表法。l二、非线性校正1、线性插值法 先用实验测出传感器的输入输出数据，利用一次函数进行插值，用直线逼近传感器的特性曲线。如果传感器的特性曲率大，可以将该曲线分段插值，把每段曲线用直线近似，即用折线逼近整个曲线。这样可以按分段线性关系求出输入值所对应的输出值。一般情况下只要分段合理，插值点数得当就可获得良好的线性度和精度。l2、二次曲线插值法l用抛物线代替原来的曲线，先求出传感器特性曲线的反函数，并根据精度要求对曲线进行分段，然后利用二次
6、函数进行插值，用二次函数逼近。l3、查表法l通过计算或实验得到检测值和被检测值的关系，然后按一定规律把数据排成表格，存入内存单元。微处理器根据检测的大小查表。l三、数字滤波l1、算术平均滤波 计算连续N个点的采样值的算术平均值作为滤波器的输出.2、递推平均滤波 递推平均滤波只需进行一次测量就能得到平均值，它把N个数据看作一个队列，每次测量得到的新数据存在队尾，而扔掉原来队首的一个数据，这样在队列中始终有N个“新”数据，然后计算队列中数据的平均值作为滤波结果。每进行一次这样的测量，就可立即计算出一个新的平均值。l3、加权递推平均滤波 递推平均滤波法中所有采样值的权系数相同，在结果中所占的比例相等
7、，这会对时变信号引起滞后。为增加新采样数据在递推滤波中的比重，提高传感器对当前干扰的抑制能力，可以采用加权递推平均滤波算法，对不同时刻的数据加不同的权重，通常越接近现时刻的数据，权重取得越大。N 项加权递推平均滤波算法为l四、标度变换 如果传感器的输入输出之间具有函数关系，可直接用解析式进行标度变换。如果没有，采用多项式插值法进行标度变换。l五、自动校正和自诊断自动校正是校正传感器的零位和满量程误差。传感器分别输入零点标准值和满度标准值，通过测量传感器的输出，得到智能传感器的校正方程。测量时软件系统根据校正方程，对传感器的零位误差、增益误差等进行校正。从而大大提高测量准确度和可靠性。自诊断就是
8、对敏感元件及整个传感器各部件的状态进行自检，检查传感器的各个部分是否正常，并诊断发生故障的部件，以保证传感器正常工作。l六、数字调零 用软件实现偏差调零。智能传感器的低功耗设计l一、设计原则l1、选用低功耗的敏感元件。l2、简化硬件电路和传感器功能。l3、设计低功耗电路，采用低功耗器件。l4、单电源、低电压供电。l二、智能传感器低功耗设计技术l1、降低电源电压，压缩电路动态范围。l2、控制大电流器件的工作时间。l3、降低单片机的时钟频率。l4、使用单片机的睡眠方式。l三、智能传感器的低功耗设实例l1、智能湿度传感器的结构框图湿度敏感元件调节放大电路单片机LCD显示器控制键通信接口l被测信号经调
9、理放大电路处理，成为与被测量成正比的0.0014.99V直流电压信号，送单片机A/D转换口。LCD显示器可显示湿度测量值、智能湿度传感器的工作状态（测量/通信）、超量程提示和欠电报警。通信接口可以实现智能湿度传感器与计算机之间的信息传输。l对于相对湿度小于50%RH的测量环境，可选用芬兰VAISALA公司的HMP-35湿度敏感元件，它在相对湿度60%RH以下l具有较好的线性和准确度。对于相对湿度大于40%RH以上的环境，可选用General Eastern公司的653-M2湿敏器件，它在相对湿度20%RH以上具有较好的线性和准确性。l2、低功耗设计措施l低功耗智能湿度传感器的模拟电路主要是运算
10、放大器为核心的放大电路。这里宜选用低功耗、单电源的运算放大器，l可选用模拟器件公司的AD822。单片机选用内部带有4路8位A/D转换器、4个中断源、8分频定时/计数器、1024*14位片内程序存储器、68*8位RAM的低功耗单片机PIC16C71。它具有低功耗睡眠模式（SLEEP)和片内看门狗定时器(WTD)，易于实现低功耗设计和抗干扰设计，是低功耗低成本智能传感器较为适宜的单片机。智能传感器的设计与制造l目前智能传感器的实际产品大多是模块化结构，近年来由于多芯片组件（MCM)技术的发展，可将智能传感器分布在几个芯片组件上的部件组装起来，构成传感器。集成智能传感器的设计和制造中有许多复杂的技术
11、问题。l一、利用微机械加工技术制造传感器一、利用微机械加工技术制造传感器l 微机械加工技术是微型传感器和微机械元件的加工工艺技术，是制造智能传感器的重要技术。其中硅微机械加工技术是硅集成电路工艺的一项重要扩展技术。它除了包括高度发展的硅集成电路工艺外，还有一些独特的工艺。它主要用于制造硅材料为基底、层与层之间有很大差别的三维结构。l1、刻蚀技术 它是微加工技术的特殊工艺，通过腐蚀加工形成各种微结构，这是形成微型传感器的关键技术。l2、体形结构腐蚀加工l腐蚀加工有化学腐蚀和离子刻蚀技术两大类。化学腐蚀是应用腐蚀剂腐蚀，腐蚀剂有各向同性和各向异性两种，改变腐蚀剂中氧化剂、去除剂和稀释剂的成分可以调
12、整腐蚀速率、选择性和表面腐蚀条件。各向异性腐蚀可形成三维结构。离子刻蚀是在真空腔内进行。采用等离子定向刻蚀，将硅片放在交流电源驱动的电极上，并置于充有含氟里昂气体的化学反应等离子体中进行。l3、表面腐蚀加工技术l用于制造各种悬式结构，如微型悬臂梁、悬臂块、微型桥、微型腔等。目前已成功应用在微型谐振式传感器，加速度传感器、流量传感器和压电传感器中。l4、薄膜技术l可以加工成各种梁、桥、弹性膜、压电膜。用作传感器的敏感元件，有的可作为介质膜起绝缘层的作用；有的可作为控制尺寸的衬垫层，在加工完成之前去除掉。l5、固相键合技术l是微机械部件的装配技术，可以把两个固态部件直接键合在一起。l二、智能传感器
13、的电路设计l1、模拟信号输入级l一般模拟信号输入级是含有多路切换开关的可编程增益放大器。l2、传感器的激励源 传感器的激励源由微处理器控制，以便使传感器工作在最佳状态。l3、数据转换、数据转换l4、数据处理、数据处理l5、数字输出接口电路、数字输出接口电路l6、微处理器选择、微处理器选择l目前以单片机、目前以单片机、DSPDSP等嵌入式微处理器。等嵌入式微处理器。智能传感器实例l一、ST-3000系列智能压力传感器l该系列传感器是美国Honeywell公司20世纪80年代研制的产品，是最早的商品化智能传感器，可以同时测量静压、差压和温度三个参数。精度达0.1级，6个月总漂移不超过全量程的0.0
14、3%，量程比可达400：1，阻尼时间常数在032s间可调。目前该产品被广泛应用。l传感器的结构框图如下：差压静压温度多路开关A/DCPUD/AI/OROMRAMPROMEEPROM4-20mA或数字信号l传感部分由差压、静压和温度三个传感器组成，该部分的输出是三个参数的函数，设三个传感器的输出为l由此可解得l以上由三个传感器信号计算待测压力的过程是在微处理器中通过软件程序进行的。在传感器的制造过程中，待测压力特征数据、环境温度特征数据就、和静压数据需要事先存储在PROM中。这些特征数据由生产线的计算机采集并送入存储器存储。l实际工作时，传感器芯片上的三个传感器的信号经多路切换开关、调理电路以及
15、A/D转换器，分别进入CPU。CPU利用lPROM中的特征数据，对三种信号进行程序运算处理，最终产生一个高精度的特性优异的待测压力信号输出。l现场通信器具有以下功能：l对传感器进行远程组态，设定标号、测量范围、输出形式和阻尼时间常数，不到现场就可调节变送器的参数；l传感器的零点和量程校准可以在现场进行，不必拆卸传感器，也不需要专门设备。l对传感器进行诊断，进行组态检查、通信功能检查、变送功能检查、参数异常检查，诊断结果传送到现场通信器中显示；l设定传感器为恒流输出，把传感器当作恒流源使用以便检查系统中的其它传感器或设备。l二、EJA差压变送器l系日本横河电机株式会社与1994年研制成功的高性能
16、智能式差压传感器。它利用单晶硅谐振式传感器原理，采用微电子机械加工技术（MEMS)，精度达0.075%，具有高稳定性和高可靠性。l其由膜盒组件和智能转换部件组成。膜盒组件包括膜盒、单晶硅谐振式传感器和特性修正存储器。l原理图如下：单晶硅谐振式传感器特性修正传感器CPUA/DD/A内置存储器4-20mA DC及数字信号膜盒组件数据处理部件pl单晶硅谐振式传感器的两个H型谐振梁将差压、压力信号分别转换成频率信号，送到脉冲计数器中，再将两频率之差直接送到 CPU中进行数据处理，经D/A转换器转换成与输入信号相对应的 4-20mA电流信号。l膜盒组件中的特性修正存储器存储传感器的环境温度、静压及输入输
17、出特性的修正数据，CPU利用它们进行温度补偿，校正静压及输入输出特性。l三、8800 A型卡曼旋涡流量变送器l这是美国Rosemount公司的智能传感器。它利用“卡曼涡流”现象测定流量，即当管道中装设柱状阻挡物时，流体流过时形成两列旋涡，旋涡出现的频率与流量成正比。l该变送器利用应力检测法测量旋涡频率，在柱状物的后部插入嵌有压电元件的杆，当旋涡冲击杆端时形成弯矩，压电元件出现电荷，电荷经放大器放大后，经滤波、A/D转换后送入数字式跟踪滤波器。l它能跟踪旋涡的频率对噪声进行抑制，使滤波后的数字信号正确反映流量值。CPU接收跟踪滤波的数字信号进行处理后送D/A转换器输出4-20mA的电流。l880
18、0 A型卡曼旋涡流量变送器具有自诊断、温度校正等功能，通过现场通信器进行组态。l4、超声智能测距传感器l美国Merritt系统公司（MSI）开发了两种超声智能测距传感器，一种测量范围为150-3000mm，采样频率为40Hz，精度为、2.5mm；另一种是高精度型，测量范围为25-600mm，采样频率为200Hz，精度为0.25mm。l传感器内有以 CPU为中心的数据处理电路，通过测量超声波从传感器到目标再返回所需要的时间，计算传感器到达目标的距离。l5、多路光谱分析智能传感器l它可以从人造卫星摄取地球表面的图像，通过反射型绕射光栅，由CCD固态摄像传感器转换成电信号，即可进行多路光谱分析，测量
19、数据由CPU解析和统计处理，可得到气象方面的各种信息。l6、机器人视觉传感器l它利用CCD图像传感器，将工作信号经微机处理，获得重心坐标、面积、最大尺寸等数据即确定工件位置，并由母线系统输送到显示器再经数摸转换器后输入到控制系统控制机器人动作。第九章（第九章（2）测试系统集成设计与性能评价测试系统集成设计与性能评价一、一、测试系统集成设计原则与步骤测试系统集成设计原则与步骤 现代测试系统的设计过程就是对系统现代测试系统的设计过程就是对系统各单元模块的参数反复进行预估选择、各单元模块的参数反复进行预估选择、性能评价的过程，以使按最终确定的参性能评价的过程，以使按最终确定的参数建立起的系统达到预定
20、的技术目标。数建立起的系统达到预定的技术目标。l1、单元模块的选择与优化、单元模块的选择与优化l现代测试系统的基本组成形式如图所示现代测试系统的基本组成形式如图所示llS1为为传传感感器器，S2为为调调理理电电路路，S3为为数数据据采采集集系系统统；W1与与W2分分别别代代表表传传感感器器和和放大器的频率特性放大器的频率特性2、参数的确定与预估、参数的确定与预估 根据测试系统的技术指标要求，确定测试系统各根据测试系统的技术指标要求，确定测试系统各环节的基本参数、动态特性，预估系统各环节的误环节的基本参数、动态特性，预估系统各环节的误差极限。差极限。（1）基本参数的确定）基本参数的确定 基本参数
21、的确定主要根据分辨力与量程的要求，基本参数的确定主要根据分辨力与量程的要求，确定各硬件模块或环节的灵敏度。对于一般测试系确定各硬件模块或环节的灵敏度。对于一般测试系统的基本形式，灵敏度的表达式为统的基本形式，灵敏度的表达式为基本参数的确定方法：基本参数的确定方法：通常按系统分辨力与量程的要求及工作环通常按系统分辨力与量程的要求及工作环境条件，先确定传感器类型及其灵敏度境条件，先确定传感器类型及其灵敏度S然后然后再进行放大器增益再进行放大器增益S与与A/D转换器分度值转换器分度值S的权的权衡。衡。一般方法是先根据测试范围和分辨力确定一般方法是先根据测试范围和分辨力确定A/D转换器或数据采集卡的位
22、数。再根转换器或数据采集卡的位数。再根A/D转换转换器或数据采集卡的位数、输入电压范围和传感器或数据采集卡的位数、输入电压范围和传感器的灵敏度器的灵敏度S，确定放大器的增益，确定放大器的增益S。当测试范围较大时可考虑多量程。这样可以当测试范围较大时可考虑多量程。这样可以降低降低A/D转换器或数据采集卡的要求。转换器或数据采集卡的要求。（2）误差极限的预估误差极限的预估 误误差差极极限限的的预预估估就就是是按按系系统统总总误误差差的的限限定定值值对对组组成成系系统统单单元元模模块块进进行行误误差差分配。分配。基基本本思思路路是是误误差差预预分分配配、综综合合调调整整、再再分分配配再再综综合合，直
23、直至至选选定定单单元元模模块块的的静静态性能满足系统静态性能的要求。态性能满足系统静态性能的要求。二、二、测试系统集成设计举例测试系统集成设计举例题目：电阻传感器称重测试系统的设计题目：电阻传感器称重测试系统的设计要要求求：测测量量范范围围：010t；分分辨辨力力：0.01t；测测量量不不确确定定度：度：1.5%；工作温度：；工作温度：0500。1、系统的基本结构、系统的基本结构根据设计要求，系统的基本结构如图所示。根据设计要求，系统的基本结构如图所示。2、称重传感器的选择称重传感器的选择 桥桥式式称称重重传传感感器器是是利利用用电电阻阻应应变变原原理理构构成成的的一一种种高高精精度度力力电电
24、转转换换元元件件，弹弹性性体体采采用用桥桥式式结结构构。它它由由4片片电电阻阻应应变变计计构构成成惠惠斯斯登登电电桥桥，如如图图所所示示。当当传传感感器器受受到到外外力力作作用用时时，弹弹性性体体产产生生形形变变，电电阻阻应应变变计计阻阻值值发发生生变变化化使使桥桥路路失失去去平平衡衡，在在外外界界供供桥桥电电源源作作用用下下，电电桥桥输输出出一一下下平平衡衡直直流流电电压压信信号号，该该信信号号的的大大小小与与传传感感器器所所受受外外力力大小成正比，据此可测定外载荷的大小。大小成正比，据此可测定外载荷的大小。CZLYB-11型桥式称重传感器的主要技术指标如表型桥式称重传感器的主要技术指标如表
25、所所示示 3、AD转换器位数转换器位数n的确定的确定 从从设设计计要要求求中中获获知知，该该系系统统的的测测量量范范围围010t、分分辨辨力力0.01t，所所以以系系统统的的最最大大量量化化值值Dm为：为：Dm=满量程值满量程值/分辨率分辨率10/0.011000故至少选择故至少选择10位位A/D，本系统选，本系统选TCL1549。TCL1549是是TI公公司司生生产产的的10位位逐逐次次逼逼近近模模数数转转换换器器，具具有有自自动动采采样样保保持持、串串行行接接口口功功能能，满度输入电压随基准电压满度输入电压随基准电压VH而变化。而变化。这里这里VH=5v。4、放大器的选择或设计放大器的选择
26、或设计 称称重重传传感感器器输输出出信信号号的的特特点点是是“浮浮地地”，所以放大器必须采用双端输入差动放大器。所以放大器必须采用双端输入差动放大器。放放大大器器的的增增益益可可根根据据称称重重传传感感器器输输出出灵灵敏敏度、度、A/D转换器的最大输入电压确定。转换器的最大输入电压确定。由由表表可可知知，称称重重传传感感器器输输出出灵灵敏敏度度为为2mvv，意意指指在在额额定定载载荷荷、桥桥路路电电压压为为1V时时，桥桥路路输输出出为为2mv。本本系系统统选选额额定定载载荷荷10t，桥桥路路电电压取压取12v，传感器输出灵敏度，传感器输出灵敏度S1为：为：AD转换器的满度输入电压为转换器的满度
27、输入电压为5V，则量化值，则量化值Q为为当载荷为当载荷为W=0.01t时，桥路输出电压为时，桥路输出电压为现选择现选择AD627测量放大器作为本系统的放大器环节。测量放大器作为本系统的放大器环节。AD627是是美美国国ADI公公司司生生产产的的精精密密仪仪器器放放大大器器之之一一。参参考考电电路路如如图图所所示示。其其增增益益G=5200/RG，改改变变RG可调整增益。可调整增益。当当选选择择RG=910+（0200），增增益益的的变变比比范范围围为为185225，可满足设计要求。，可满足设计要求。此此外外，考考虑虑到到A/D转转换换器器的的最最大大输输入入电电压压VH=5v，当最大载荷，当最
28、大载荷W=10t时，桥路的输出电压为：时，桥路的输出电压为：于是，于是，AD627的最大增益的最大增益 AD627管脚示意图管脚示意图AD627的主要技术参数见下表的主要技术参数见下表 5、测量不确定度的预估测量不确定度的预估（1）测量不确定度预估的数学模型）测量不确定度预估的数学模型当当被被测测重重物物的的重重量量W对对应应A/D转转换换器器的的量量化化值值为为D，根据基本结构，可得重量根据基本结构，可得重量W与量化值与量化值D的关系为的关系为于是可得数学模型于是可得数学模型 式式中中，S1、S2、S3分分别别为为传传感感器器、放放大大器器、A/D转转换换器的灵敏度器的灵敏度（2）分项测量不
29、确定度的预估分项测量不确定度的预估W的的分分项项测测量量不不确确定定度度包包含含4项项，即即测测量量不不确确定定度度U(S1)、U（S2）、）、U（S3）和）和U（D），下面分别计算。），下面分别计算。测量不确定度测量不确定度u(S1)的计算的计算 由表可知，影响测量不确定度由表可知，影响测量不确定度u(S1)的因素如下。的因素如下。由灵敏度变化由灵敏度变化0.004/2时，引起的标准不确定度时，引起的标准不确定度 非线性引起的标准不确定度非线性引起的标准不确定度重复性引起的标准不确定度重复性引起的标准不确定度当环境变化当环境变化500引起的标准不确定度引起的标准不确定度 桥路电压变化引起的标
30、准不确定度桥路电压变化引起的标准不确定度 S1测量不确定度测量不确定度U(S1)为为这这里里没没有有考考虑虑”零零点点输输出出”引引起起的的不不确确定定度度，是是因因为为零零点点输输出出是是恒恒定定的的系系统统误误差差，可可通通过过硬硬件件或或软软件件消消除除，如如果果软软件件中中有有非非线线性性校校正正功功能能，非非线线性性误误差差引引起起的的测测量量不确定度也可不不确定度也可不考虑本例不考虑非线性校正。考虑本例不考虑非线性校正。测量不确定度测量不确定度U(S2)的计算。的计算。根据表，根据表，S2的测量不确定度分量如下的测量不确定度分量如下 本本例例中中，增增益益为为203，所所以以增增益
31、益误误差差取取0.2，引引起起的标准不确定度为的标准不确定度为 注注意意，上上述述增增益益误误差差未未计计入入RG阻阻值值波波动动而而产产生生的的增益误差。增益误差。非线性引起的标准不确定度非线性引起的标准不确定度 当温度在当温度在25255范围变化时引起的标准不确定度范围变化时引起的标准不确定度S2的测量不确定度为的测量不确定度为U(S2)此此外外，共共模模电电压压也也会会引引起起测测量量误误差差。称称重重传传感感器器的的电电路路是桥式结构，其共模输出电压为是桥式结构，其共模输出电压为由于由于AD627的共模抑制比的共模抑制比CMRR=90dB,即有即有 式中，式中，U为为Um在放大器输出端
32、引起的误差电压，于是在放大器输出端引起的误差电压，于是 因此因此系统选用系统选用10位位A/D，量化单位，量化单位远小于远小于Q的一半，故属于微小误差可忽略不计。的一半，故属于微小误差可忽略不计。S3的测量的确定度的测量的确定度U(S3)的计算的计算 S3是是A/D转换器的灵敏度，其表达式为转换器的灵敏度，其表达式为 式中，式中，Vref是是A/D转换器的基准电压。本系统选用转换器的基准电压。本系统选用REF02电压基准。电压基准。REF02是是BURRRBROWN公司生产的集成精密公司生产的集成精密电压基准，主要技术参数如表所示电压基准，主要技术参数如表所示S3不不确确定定度度取取决决于于V
33、ref不不确确定定度度，而而Vref不不确确定定度度主主要要有有两两个个分分量量，即即输输出出电电压压随随温温度度变变化化引引起起的的分分量量和和基基准输入电压变化引起的分量。准输入电压变化引起的分量。基基准准输输入入电电压压为为电电源源电电压压，一一般般不不会会超超过过1V，引引起起的输出电压变化由电压调整率决定。的输出电压变化由电压调整率决定。输出电压随温度变化引起的标准不确定度输出电压随温度变化引起的标准不确定度当电源电压变化当电源电压变化1V时引起的标准不确定度时引起的标准不确定度 于是，于是，S3的测量不确定度的测量不确定度U(S3)为为 A/D转转换换器器的的输输出出量量D（量量化
34、化的的数数字字值值）的的测测量不确定度量不确定度U（D）的计算）的计算在在未未给给出出A/D转转换换器器转转换换精精度度情情况况下下，其其测测量量不不确确定定度度主主要要由由量量化化误误差差计计算算引引起起的的标标准准不不确确定度定度 （3）W的合成测量不确定度的预估的合成测量不确定度的预估根根据据测测量量不不确确度度预预估估的的数数学学模模型型式式，W的的合合成成测测量量不确定度为不确定度为UC（W）（4）W的扩展测量不确定度的预估的扩展测量不确定度的预估W的的扩扩展展测测量量不不确确定定度度U（W）等等于于合合成成测测量量不不确确定定度乘以覆盖因子度乘以覆盖因子(这里取这里取)，即，即W的扩展测量不确定度为的扩展测量不确定度为1.1%，小于，小于1.5%的设计要的设计要求，所以设计的系统符合要求。求，所以设计的系统符合要求。智能传感器的发展趋势l一、利用新型材料研制基本传感器l材料包括硅、功能陶瓷、石英、记忆合金等。l二、利用新加工技术l主要指微加工技术。l三、采用新的测量原理和方法 l包括光纤传感、化学传感和生物传感等新的信息来源。演讲完毕，谢谢观看！