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传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入
点击次数:32 发布时间:2022-07-26 打印本页面 返回
  传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
  近年来,传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛,新品种、新结构、新应用不断涌现。其中,“五化”成为其发展的重要趋势。
  一是智能化。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成,可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯,以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能,具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。另一个方向是软传感技术,即智能传感器与人工智能相结合,目前已出现各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,并已经在智能家居等方面得到利用。
  二是可移动化,无线传感网技术应用加快。该技术被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、网络安全技术、能量采集技术等方面。迄今,一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。
  三是微型化,MEMS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟,MEMS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造,实现了规模化生产,并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。目前,MEMS传感器技术研发主要在以下几个方向:(1)微型化的同时降低功耗;(2)提高精度;(3)实现MEMS传感器的集成化及智慧化;(4)开发与光学、生物学等技术领域交叉融合的新型传感器。
  四是集成化,多功能一体化传感器受到广泛关注。传感器集成化包括两类:一种是同类型多个传感器的集成,即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列,组成线性传感器(如CCD图像传感器)。另一种是多功能一体化,如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能传感器,集成度高、体积小,容易实现补偿和校正,是当前传感器集成化发展的主要方向。
  五是多样化,新材料技术的突破加快了多种新型传感器的涌现。新型敏感材料是传感器的技术基础,材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等,有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点,生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。

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