集成化智能傳感器的基本組成方框圖如圖15-2所示。它包括傳感器、補償和校正、調整電路、輸入接口、微處理器和信息接口等。
智能傳感器集成化的概念包括兩方面含義:一方面,是指把許多同樣的單個傳感器按一定規律進行陣列集成,這樣形成的傳感器就可以對空間參數進行測量,而由此形成的傳感器稱為一維傳感器或二維傳感器(按排列方式不同)。例如,CCD圖像傳感器即屬于此類傳感器。它有線列CCD和面陣 CCD之分,由許多單個光傳感器(像素)組成,由于單個像素很小,一般約為10 μm左右,所以可獲得非常清晰的圖像。另一方面 ,是指把傳感器的功能集成化。比如,將傳感器與其后的各種信號調整電路 集成在同一芯片上,形成單片集成傳感器;或者將它們分別集成在幾塊芯片上,然后再將這幾塊芯片組裝在一起形成混合集成傳感器,例如混合集成壓力傳感器就是這樣設計的。
傳感器的集成化,可大大提高其工作性能 ,增強它的可靠性和性價比。目前,基于硅集成工藝的傳感器技術已成為傳感器技術的一個研究熱點,其優點具體如下:
(1)性能大大提高
由于采用集成工藝技術,可使傳感器特性均勻、各元件之間配置協調 、匹配良好。不需要對其元件進行校正和調整。從而大大提高其整體的性能。
(2)可靠性得到提高
傳感器集成化,則整體體積大大縮小,這對消除傳感器結構上的某些不可靠因素起到了很大作用。
(3)成本得到進一步降低
其生產過程中采用的大規模集成電路等制造工藝,使得生產規模化,從而 降低了傳感器的生產成本。
(4)功能多樣化
傳感器集成化的結構可實現傳感器同時實現多種參數的測量。