現代傳感器技術論文(2)
現代傳感器技術論文
現代傳感器技術論文篇二
我國傳感器技術發(fā)展研究
摘要: 本文通過對我國傳感器發(fā)展現狀進行的調查分析,指出了國內產品存在的主要問題,提出了相應的解決辦法,并指出了我國傳感器發(fā)展的方向。
關鍵詞: 傳感器技術現狀發(fā)展方向
傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,目前主要用于檢測電系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制電子系統(tǒng)的運作提供必需的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強,相應的信息采集―傳感技術將日益發(fā)展,傳感器將無所不在。
一、我國傳感器技術發(fā)展的現狀
我國傳感器行業(yè)發(fā)展迅速,傳感器市場近些年一直持續(xù)增長,勢頭良好,主要應用于工業(yè)制造、汽車產品、電子通訊和專用設備,其中工業(yè)制造和汽車產品達到市場份額的三分之一。傳感器給我國的迅速發(fā)展帶來了無限商機,西門子、霍尼韋爾、凱樂、橫河等傳感器大企業(yè)紛紛進入我國市場,這為我國工業(yè)設備制造商和汽車制造業(yè)等傳感器最終消費者帶來了很大便利,但也對國內傳感器行業(yè)施加了很大壓力。
國內傳感器產品存在的主要問題是:品種少,質量較差;制造工藝技術相對落后;生產企業(yè)不掌握先進的核心制造技術;高性能傳感器的科研成果轉化率較低。大力發(fā)展新型傳感器已在行業(yè)內開展多年,但新型傳感器的產業(yè)化速度慢仍困擾著眾多傳感器企業(yè)。產品更新換代是行業(yè)持續(xù)發(fā)展的源泉,傳感器正向更多領域拓展,這些領域不斷增長的需求,要求新型傳感器產品不斷涌現。網絡的應用,IT業(yè)的迅速發(fā)展,對傳感器新品提出了更多要求,適應于不同行業(yè)的傳感器的研發(fā)要跟上市場潮流,并創(chuàng)造出新的需求。國內傳感器企業(yè)只有使傳感器應用更廣泛,產品不斷更新,更好地適應市場需求,才能獲得新的增長點。
二、我國傳感器技術的發(fā)展方向
為使我國的傳感器技術更快地發(fā)展,針對以上存在的問題,我們必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。傳感器技術今后的發(fā)展方向可有以下幾個:
(一)加速開發(fā)新型敏感材料。傳感器材料是傳感器技術的重要基礎,隨著材料科學的進步,通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科,各種新技術的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器,光導纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器,用陶瓷制成壓力傳感器。
(二)向高精度發(fā)展。各種電子器件都需要高靈敏傳感器。例如,在數碼相機或手機中,要求微型的傳感器芯片能夠在很短的時間里處理所拍攝的照片,并且達到高清晰的視頻標準。新的傳感器將會有一個更快的微處理器,它可以消除在自動拍攝過程中捕獲圖像時產生的延遲。傳感器將會有更快的捕獲率和更高的分辨率,能夠在照相機中整合更多的功能,其中包括穩(wěn)定性、更快地自動聚焦、高品質數字放大和錄制高清晰視頻等。國內傳感器企業(yè)應研制出靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器,以確保生產自動化的可靠性。
(三)向微型化發(fā)展。微傳感器是在微機械電子系統(tǒng)技術基礎上發(fā)展起來的一類新型傳感器。微傳感器具有體積小、重量輕、易于批量生產、成本低等特點,就當前技術發(fā)展的情況來看,微型傳感器已經對航空、遠距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領域的信號探測系統(tǒng)產生了深遠影響。許多常規(guī)傳感器不能勝任的工作,使用微傳感器可以很好地完成。
(四)向智能化數字化發(fā)展。智能化傳感器是指那些裝有微處理器的,不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲,而且能夠進行邏輯思考和結論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器相當于微型機與傳感器的綜合體,其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機的硬件設備。一個通用的檢測儀器通常只能用來探測一種物理量,其信號調節(jié)是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的;但智能化傳感器卻能夠實現所有的功能,而且其精度更高,價格更便宜,處理質量也更好。
(五)向無線網絡化發(fā)展。無線傳感器網絡是新興的通信應用網絡,綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理,并通過隨機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端,從而真正實現無處不在的計算理念。無線傳感器網絡主要組成部分就是一臺個傳感器體積小巧的節(jié)點。這些節(jié)點可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、噪聲的升降,每一個節(jié)點都是一臺可以進行快速運算的微型計算機,它們將傳感器收集到的信息轉化成為數字信號進行編碼,然后通過節(jié)點與節(jié)點之間自行建立的無線網絡發(fā)送給具有更大處理能力的服務器。
三、結語
傳感器行業(yè)的發(fā)展已經進入了一個新的時代,網絡傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進入國內市場,進入我們的生活。隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展,未來的傳感器系統(tǒng)必將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學習功能,最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀里,面貌一新的傳感器將發(fā)揮更大的作用。
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(作者馬愛霞系武漢大學2008級在讀碩士研究生)
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