現(xiàn)代傳感器技術(shù)論文(2)
現(xiàn)代傳感器技術(shù)論文
現(xiàn)代傳感器技術(shù)論文篇二
我國傳感器技術(shù)發(fā)展研究
摘要: 本文通過對我國傳感器發(fā)展現(xiàn)狀進行的調(diào)查分析,指出了國內(nèi)產(chǎn)品存在的主要問題,提出了相應(yīng)的解決辦法,并指出了我國傳感器發(fā)展的方向。
關(guān)鍵詞: 傳感器技術(shù)現(xiàn)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(zhuǎn)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(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)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(yīng)的信息采集―傳感技術(shù)將日益發(fā)展,傳感器將無所不在。
一、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)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(yīng)用于工業(yè)制造、汽車產(chǎn)品、電子通訊和專用設(shè)備,其中工業(yè)制造和汽車產(chǎn)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(shè)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(nèi)傳感器行業(yè)施加了很大壓力。
國內(nèi)傳感器產(chǎn)品存在的主要問題是:品種少,質(zhì)量較差;制造工藝技術(shù)相對落后;生產(chǎn)企業(yè)不掌握先進的核心制造技術(shù);高性能傳感器的科研成果轉(zhuǎn)化率較低。大力發(fā)展新型傳感器已在行業(yè)內(nèi)開展多年,但新型傳感器的產(chǎn)業(yè)化速度慢仍困擾著眾多傳感器企業(yè)。產(chǎn)品更新?lián)Q代是行業(yè)持續(xù)發(fā)展的源泉,傳感器正向更多領(lǐng)域拓展,這些領(lǐng)域不斷增長的需求,要求新型傳感器產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)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(yīng)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(nèi)傳感器企業(yè)只有使傳感器應(yīng)用更廣泛,產(chǎn)品不斷更新,更好地適應(yīng)市場需求,才能獲得新的增長點。
二、我國傳感器技術(shù)的發(fā)展方向
為使我國的傳感器技術(shù)更快地發(fā)展,針對以上存在的問題,我們必須加強技術(shù)研究和引進先進設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)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(shù)的重要基礎(chǔ),隨著材料科學(xué)的進步,通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)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(dǎo)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)。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(chǎn)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(zhì)數(shù)字放大和錄制高清晰視頻等。國內(nèi)傳感器企業(yè)應(yīng)研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器,以確保生產(chǎn)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(shù)基礎(chǔ)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(chǎn)、成本低等特點,就當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的情況來看,微型傳感器已經(jīng)對航空、遠距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領(lǐng)域的信號探測系統(tǒng)產(chǎn)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(shù)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(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器相當(dāng)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(shè)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(diào)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?qū)崿F(xiàn)所有的功能,而且其精度更高,價格更便宜,處理質(zhì)量也更好。
(五)向無線網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)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(wǎng)絡(luò)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(xiàn)無處不在的計算理念。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)化成為數(shù)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(wǎng)絡(luò)發(fā)送給具有更大處理能力的服務(wù)器。
三、結(jié)語
傳感器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進入了一個新的時代,網(wǎng)絡(luò)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(nèi)市場,進入我們的生活。隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)功能,最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)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(xué)2008級在讀碩士研究生)
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