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传感器的研究现状与发展

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。我国传感器的研究主要集中在专业研究所和高等院校,始于20世纪80年代。传感器一般都是由非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。

传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必需的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。

传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得,进而整个系统就无法正常有效地工作。

从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股 “传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器的研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。我国传感器的研究主要集中在专业研究所和高等院校,始于20世纪80年代。与国外先进技术相比,还有较大差距,主要表现在:

(1)先进的计算、模拟和设计方法。

(2)先进的微机械加工技术与设备。

(3)先进的封装技术与设备。

(4)可靠性技术研究等方面。

因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向有以下几方面:

(1)加速开发新型敏感材料。通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科及各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。

(2)向高精度发展。研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。

(3)向微型化发展。通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点

(4)向微功耗及无源化发展。传感器一般都是由非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。

(5)向智能化、数字化发展。随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统意义,其输出不再是一个单一的模拟信号 (如0~10m V),而是经过微电脑处理后的数字信号,有的甚至带有控制功能,即智能传感器。

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