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传统传感器向新型传感器的迈进

行业聚焦点中国仪表网2013年08月27日 14:15人气:14930

  导读:随着社会的发展,工业的进步,传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中,传感器发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。随着科技的发展,传感器也在不断的更新发展。传统的传感器技术在精度、灵敏性、集成度、可靠性等方面已经逐渐不能满足要求。在这种工业背景下,新型传感器应运而生。
  
  我国传感器行业始于五十年代初期,虽起步较早,但直到1986年“七五”开始才正式将传感器技术列入国家和重点项目。如今经过几十年的发展,中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段。
  
  传感器技术历经了多年的发展,其技术的发展大体经历了三代。
  
  第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。结构型传感器虽属早期开发的产品,但近年来由于新材料、新原理、新工艺的相继应用,在精确度、可靠性、稳定性、灵敏度等方面也有了很大的提高。目前结构型传感器在工业自动化、过程检测与其它等方面仍占有相当大的比重。
  
  第二代是上70年代发展起来的固体型传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成。如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。这类传感器基于物性变化,无运动部件,结构简单,体积小;运动响应好,且输出为电量;易于集成化、智能化;低功耗、安全可靠。虽然优势很多,但线性度差、温漂大、过载能力差、性能参数离散大。
  
  第三代传感器是以后刚刚发展起来的智能型传感器,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物,使传感器具有一定的人工智能。智能型传感器技术目前正处于蓬勃发展时期,具有代表典型作品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及一些含有微处理器的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器等。随着不断的发展,毫无疑问,智能型传感器将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类民生的各个领域发挥越来越大的作用。
  
  当今水平下的新型传感器在技术进步的基础上,正向着高精度、高可靠性、微型化等发展。
  
  向高精度发展。随着工业自动化程度的提高,对传感器的要求也不断提高,研究灵敏度高、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。
  
  高可靠性、宽温度范围的传感器的可靠性直接影响到通讯设备的可靠性,研究高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久的方向。许多新兴材料(如陶瓷、纳米材料)将很有前途。
  
  向微型化发展各种控制设备的功能越来越强,要求各个部件的体积越小越好,这就要求发展新的材料和加工技术。传感器微型化可以使得其功能更加强大,控制更加集中,而且可以减少能源消耗。许多新材料的开发和新工艺的采用可以使这个趋势更加明显。
  
  向微功耗和无源化发展传感器一般都实现非电量向电量转化,工作时离不开电源。在野外场地或者离开电网的地方,往往就是电池供电或者太阳能供电。开发微功率传感器和无源传感器是必然的方向。这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前低功率的芯片发展很快,许多厂商研发的新型芯片功耗是普通传感器的大约五分之一到十分之一。
  
  向智能化、数字化发展随着现代化的发展,传感器的功能已经突破传统,其输出已经不再是单一的模拟信号,而是经过处理之后的数字信号,有的甚至带有控制功能,这就是所说的数字传感器。
  
  向网络化发展网络化发展是传感器发展的一个重要方向,网络的作用和优势正在逐步凸现出来。网络传感器势必将促进电子科技的发展。
  
  新型传感器是一种很有发展前途的传感器,克服了传统传感器精度差、可靠性不高、智能度不高、集成度低、功耗大等许多问题,可以满足现代工业、军事、医疗等各方面的需求。然而由于制造机理、价格因素、制造工艺等一系列条件的影响,新型传感器的开发还处于比较低级的水平,应用也不是很广泛,因此尚需要做很多的工作。但是可以肯定对新型传感器的需求会越来越大,要求越来越高,新型传感器会越来越多得造福人来社会。
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