采用新的檢測(cè)原理,通過(guò)微機(jī)械精細(xì)加工工藝、納米技術(shù)和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)，利用硅作為基本材料,制作傳感器元件、信和號(hào)處理電路、微處理器,并把它們集成在一塊世片上而構(gòu)成智能傳感器。這種集成化的智能傳感器在航天、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密控制等方面具有重大的應(yīng)用價(jià)值。
Motorola公司已實(shí)現(xiàn)了單片集成壓力智能傳感器系統(tǒng)。這種傳感器系統(tǒng)基于雙層多晶硅,.單層金屬CMOS工藝 ,在一塊SOI襯底上集成了壓阻式力敏傳感器,溫度傳感器,電流/電壓調(diào)制器,信號(hào)調(diào)理電路、10位A/D 轉(zhuǎn)換器.8位D/A 轉(zhuǎn)換器,用于數(shù)據(jù)通信的外圍電路接口(SPT) ,8位微處理器(68H05) ,2K字節(jié)EPROM、128字節(jié) RAM和用來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)的Boot ROM。系統(tǒng)采用40管腳 DIP封裝 ,校正補(bǔ)償后的傳感器輸出誤差小于0.4%。
這種智能傳感器的特點(diǎn)是:
(1)微型化
與非集成化的智能傳感器相比,集成化的智能傳感器體積更小。例如,醫(yī)療上用來(lái)監(jiān)測(cè)病人的血液流動(dòng)情況,可以將“微型壓力傳感器?通過(guò)注射針頭送入病人的血管之中。
(2)精度高
與分體結(jié)構(gòu)相比,集成化的智能傳感器的時(shí)間漂移會(huì)大大減小,遲滯、重復(fù)性指標(biāo)將大大改善,精度得到很大的提高。
（3）功能強(qiáng)大
利用現(xiàn)代芯片制造工藝 ,可以在同一硅片上制作出具有不同功能的多個(gè)傳感器。微米技術(shù)可以在1 cm2大小的硅片上用微機(jī)械加工技術(shù)制作出能包括數(shù)千個(gè)傳感器陣列,這可通過(guò)微處理器的運(yùn)算處理、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,達(dá)到消除傳感器的時(shí)變誤差的不利影響,從而提高智能傳感器的可靠性、穩(wěn)定性和分辨能力。
（4）全數(shù)字化
通過(guò)微機(jī)械加工技術(shù)制作出的諧振式傳感器，可以直接輸出數(shù)字量。不需要A/D轉(zhuǎn)換器便能與微處理器方便的接口，性能更為穩(wěn)定且精度高。
（5）使用方便，操作簡(jiǎn)單
它沒(méi)有外部連接元件，且外接連線（包括電源、通訊線在內(nèi)）數(shù)量極少。因此，接線使用上極其簡(jiǎn)單，它還可以自動(dòng)進(jìn)行整體自校，無(wú)需用戶長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)多環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)與校驗(yàn)。智能化程度越高的智能傳感器，其操作使用就越簡(jiǎn)便，用戶只需編制簡(jiǎn)單的使用主程序就可使用。
