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传感器技术的发展趋势

时间:2024-02-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:随着科学技术的发展,各国对传感技术在信息社会的作用有了新的认识,认为传感器技术是信息技术的关键之一。传感器技术发展趋势之一是开发新材料、新工艺和新型传感器;其二是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化。以上所介绍的传感器 “三新四化”的发展趋势是相互交叉、渗透和相辅相成的。这里只是传感器目前的一些主流发展方向而已。

随着科学技术的发展,各国对传感技术在信息社会的作用有了新的认识,认为传感器技术是信息技术关键之一。传感器技术发展趋势之一是开发新材料、新工艺和新型传感器;其二是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化。

1.新材料的开发、应用

半导体材料在敏感技术中占有较大的技术优势,半导体传感器不仅灵敏度高,响应速度快,体积小、质量轻,且便于实现集成化,在今后的一定时期,仍占有主要地位。以一定化学成分组成、经过成型及烧结的功能陶瓷材料,其最大的特点是耐热性,在敏感技术发展中具有很大的潜力。此外,采用功能金属、功能有机聚合物、非晶态材料、固体材料、薄膜材料等,都可进一步提高传感器的产品质量及降低生产成本。

2.新工艺、新技术的应用

将半导体的精密细微加工技术应用在传感器的制造中,可极大地提高传感器的性能指标,并为传感器的集成化、超小型化提供了技术支撑。

3.利用新的效应开发新型传感器

随着人们对自然的认识深化,会不断发现一些新的物理效应、化学效应、生物效应等。利用这些新的效应可开发出相应的新型传感器,从而为提高传感器性能和拓展传感器的应用范围提供新的可能。

4.传感器的集成化

利用集成加工技术,将敏感元件、测量电路、放大电路、补偿电路、运算电路等制作在同一芯片上,从而使传感器具有质量轻、生产自动化程度高、制造成本低、稳定性和可靠性高、电路设计简单、安装调试时间短等优点。

5.传感器的多维化

一般的传感器只限于对某一点物理量的测量,而利用电子扫描方法,把多个传感器单元做在一起,就可以研究一维、二维以至三维空间的测量问题,甚至向包含时间系的四维空间发展。X射线的CT就是多维传感器的实例。

6.传感器的多功能化

一般一个传感器只能测量一种参数,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的参数。多功能化则意味着一个传感器具有多种参数的检测功能,如可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起制成一种新的传感器——同时测量温度和湿度等。从实用的角度考虑,在多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,如人造皮肤触觉传感器就是其一。据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大成功。

7.传感器的智能化

智能化传感器将数据的采集、存储、处理等一体化,显然,它自身必须带有微型计算机,从而还具备自诊断、远距离通信、自动调节零点和量程等功能。基于模糊理论的新型智能化传感器和神经网络技术在智能化传感器系统和发展的重要作用,也日益受到了相关研究人员的极大重视。

以上所介绍的传感器 “三新四化”的发展趋势是相互交叉、渗透和相辅相成的。事实上,这远不能完全描绘传感器的前景。虽然传感器只是一个小小的装置,但它涉及的学科非常广泛,如物理、化学、生物、医学、电子、材料、工艺等。相信在任何一个领域中研究的深入,都会对传感器的发展起到推进作用。这里只是传感器目前的一些主流发展方向而已。

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