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传感器技术的发展趋势

当前,传感器技术的主要发展动向,一是开展基础研究,发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;二是实现传感器的集成化与智能化。

1>.发现新现象,开发新材料,——新现象、新原理、新材料是发展传感器技术,研究新型传感器的重要基础,每一种新原理、新材料的发现都会伴随着新的传感器种类诞生。

2>.集成化,多功能化——向敏感功能装置发展  传感器的集成化,*近积极地应用了半导体集成电路技术及其开发思想用于传感器制造。如采用微细加工技术MEMS(Microelectro-Mechanical System)制作微型传感器;采用厚膜和薄膜技术制作传感器等。

3>.向未开发的领域挑战——生物传感器  到目前为止,正大力研究。开发的传感器大多为物理传感器,今后应积极开发研究化学传感器和生物传感器。特别是智能机器人技术的发展,需要研制各种模拟人的感觉器官的传感器,如已有的机器人力觉、触觉传感器、味觉传感器等。

4>.智能传感器(Smart sensor——具有判断能力、学习能力的传感器。事实上是一种带微处理器的传感器,它具有检测、判断和信息处理功能。

如美国霍尼韦尔公司制作的ST-3000型智能传感器,采用半导体工艺,在同一芯片上制作CPU.EPROM和静态压力、压差、温度三种敏感元件。
 
从构成上看,智能式传感器是一个典型的以微处理器为核心的计算机检测系统。它一般由下图所示的几个部分构成:

  智能化传感器的构成


同一般传感器相比,智能式传感器有以下几个显著特点:
 
(1)
精度高  由于智能式传感器具有信息处理的功能,因此通过软件不仅可以修正各种确定性系统误差(如传感器输入输出的非线性误差、温度误差、零点误差、正反行程误差等),而且还可以适当地补偿随机误差,降低噪声,从而使传感器的精度大大提高。

(2)稳定、可靠性好  它具有自诊断、自校准和数据存储功能,对于智能结构系统还有自适应功能。

(3)检测与处理方便  它不仅具有一定的可编程自动化能力,可根据检测对象或条件的改变,方便地改变量程及输出数据的形式等,而且输出数据可通过串行或并行通讯线直接送入远地计算机进行处理。

(4)功能广  不仅可以实现多传感器多参数综合测量,扩大测量与使用范围,而且可以有多种形式输出(RS232串行输出,PIO并行输出,IEEE-488总线输出以及经D/A转换后的模拟量输出等)

(5)性能价格比高  在相同精度条件下,多功能智能式传感器与单一功能的普通传感器相比,其性能价格比高,尤其是在采用比较便宜的单片机后更为明显。



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