集成化智能传感器的基本组成方框图如图15-2所示。它包括传感器、补偿和校正、调整电路、输入接口、微处理器和信息接口等。
智能传感器集成化的概念包括两方面含义:一方面,是指把许多同样的单个传感器按一定规律进行阵列集成,这样形成的传感器就可以对空间参数进行测量,而由此形成的传感器称为一维传感器或二维传感器(按排列方式不同)。例如,CCD图像传感器即属于此类传感器。它有线列CCD和面阵 CCD之分,由许多单个光传感器(像素)组成,由于单个像素很小,一般约为10 μm左右,所以可获得非常清晰的图像。另一方面 ,是指把传感器的功能集成化。比如,将传感器与其后的各种信号调整电路 集成在同一芯片上,形成单片集成传感器;或者将它们分别集成在几块芯片上,然后再将这几块芯片组装在一起形成混合集成传感器,例如混合集成压力传感器就是这样设计的。
传感器的集成化,可大大提高其工作性能 ,增强它的可靠性和性价比。目前,基于硅集成工艺的传感器技术已成为传感器技术的一个研究热点,其优点具体如下:
(1)性能大大提高
由于采用集成工艺技术,可使传感器特性均匀、各元件之间配置协调 、匹配良好。不需要对其元件进行校正和调整。从而大大提高其整体的性能。
(2)可靠性得到提高
传感器集成化,则整体体积大大缩小,这对消除传感器结构上的某些不可靠因素起到了很大作用。
(3)成本得到进一步降低
其生产过程中采用的大规模集成电路等制造工艺,使得生产规模化,从而 降低了传感器的生产成本。
(4)功能多样化
传感器集成化的结构可实现传感器同时实现多种参数的测量。