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傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀

21世紀(jì)是邁向信息化社會的嶄新階段。其中，光電信息學(xué)與生物學(xué)的迅猛發(fā)展已成為這一時期科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，并zui有機(jī)會尋求更大的突破與飛躍。傳感器技術(shù)作為一種與現(xiàn)代科學(xué)密切相關(guān)的新興學(xué)科，在人類邁向新世紀(jì)，步入信息化社會的關(guān)鍵階段想要尋求*迅速的發(fā)展，很大程度上取決于傳感器在這兩個前沿領(lǐng)域中的深入研究與廣泛應(yīng)用。

在國外，光電傳感器技術(shù)已廣泛地運用到各國軍事技術(shù)、航空航天、檢測技術(shù)以及車輛工程等諸多領(lǐng)域。例如，軍事上，國外激光制導(dǎo)技術(shù)迅猛發(fā)展，使發(fā)射的精度和射中目標(biāo)的準(zhǔn)確性大幅度提高；美國在航空航天領(lǐng)域，研制出了新型高精度高耐性紅外測溫傳感器，使其在惡劣的環(huán)境中仍能高精度測量出運行中的飛行器各部分溫度；國外的城市交通管理也大多運用電子紅外光電傳感器進(jìn)行路段事故檢測和故障排解的指揮；同時，國外現(xiàn)有汽車中常裝載有新型光電傳感器，如激光防撞雷達(dá)、紅外夜視裝置、測量發(fā)動機(jī)燃料特性、壓力變化并用于導(dǎo)航的光纖陀螺等。

在國內(nèi)，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、電子通訊和設(shè)備，其中工業(yè)制造和汽車產(chǎn)品達(dá)到*的三分之一。傳感器給我國的迅速發(fā)展帶來了無限商機(jī)，西門子、霍尼韋爾、凱樂、橫河等傳感器大企業(yè)紛紛進(jìn)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zui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*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。

4 現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景

對比傳感器技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視。當(dāng)今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動國家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動力。

由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改變與動蕩必然會造成傳感器自身特性的不穩(wěn)定，從而給其實際應(yīng)用造成較大影響。這就要求我們針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在不同場合對傳感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以zui大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標(biāo)，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無遲滯性、工作壽命長、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本、寬測量范圍、小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度等。

同時，根據(jù)對國內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從四個方面分析與概括：一是開發(fā)新材料的開發(fā)與應(yīng)用；二是實現(xiàn)傳感器集成化、多功能化及智能化；三是實現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化；四是通過傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。

SB系列剪切梁稱重傳感器
SB-0.3，SB-0.5，SB-0.5，SB-1 ，SB-1，SB-2 ，SB-2，SB-3，SB-5，SB-10，SB-15，SB-20

SBT-0.3，SBT-0.5，SBT-1，SBT-2，SBT-3，SBT-5

SBS-0.3 ，SBS-0.5，SBS-1，SBS-2 ，SBS-3

SB-0.5A，SB-1A，SB-2A ，SB-3A，SB-5A，SB-10A，SB-15A ，SB-20A

SBD系列雙剪切梁橋式稱重傳感器
SBD-10T，SBD-20T，SBD-25T，SBD-30T，SBD-40T 

SBC系列緊密型剪切梁稱重傳感器
SBC-0.5，SBC-0.5，SBC-1，SBC-1，SBC-2 ，SBC-2，SBC-3 ，SBC-3

SBH系列不銹鋼焊接密封傳感器 
SBH-0.25，SBH-0.5，SBH-1，SBH-2，SBH-3，SBH-5

TSH不銹鋼焊接密封拉式傳感器 
TSH-100KG，TSH-200KG，TSH-300KG，TSH-500KG，TSH-1T，TSH-2T，TSH-3T，TSH-5T，

傳感器的發(fā)展歷程

智能化傳感器
智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計算機(jī)和傳感器相結(jié)合的成果，它兼有檢測、判斷和信息處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點：
具有判斷和信息處理功能，能對測量值進(jìn)行修正、誤差補(bǔ)償，因而提高測量精度；
可實現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量；
有自診斷和自校準(zhǔn)功能，提高可靠性；
測量數(shù)據(jù)可存取，使用方便；
有數(shù)據(jù)通信接口，能與微型計算機(jī)直接通信。
把傳感器、信號調(diào)節(jié)電路、單片機(jī)集成在一芯片上形成超大規(guī)模集成化的高級智能傳感器。美國HONYWELL 公司ST-3000 型智能傳感器，芯片尺寸才有
3×4×2mm3，采用半導(dǎo)體工藝，在同一芯片上制成CPU、EPROM、靜壓、壓
差、溫度等三種敏感元件。
智能化傳感器的研究與開發(fā)，美國處于地位。美國宇航局在開發(fā)宇宙飛船時稱這種傳感器為靈巧傳感器（SmartSensor），在宇宙飛船上這種傳感器是非常重要的。我國在這方面的研究與開發(fā)還很落后，主要是因為我國半導(dǎo)體集成電路工藝水平有限。傳感器的發(fā)展日新月異，特別是80 年代人類由高度工業(yè)化進(jìn)入信息時代以來，傳感器技術(shù)向更新、更高的技術(shù)發(fā)展。美國、日本等發(fā)達(dá)國家的傳感器技術(shù)發(fā)展zui快，我國由于基礎(chǔ)薄弱，傳感器技術(shù)與這些發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距。因此，我們應(yīng)該加大對傳感器技術(shù)研究、開發(fā)的投入，使我國傳感器技術(shù)與外國差距縮短，促進(jìn)我國儀器儀表工業(yè)和自化化技術(shù)的發(fā)展。

傳感器的集成化分為傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。前者是在同一芯片上，或?qū)⒈姸嗤活愋偷膯蝹€傳感器件集成為一維線型、二維陣列（面）型傳感器，使傳感器的檢測參數(shù)由點到面到體多維圖像化，甚至能加上時序，變單參數(shù)檢測為多參數(shù)檢測；后者是將傳感器與調(diào)理、補(bǔ)償?shù)入娐芳梢惑w化，使傳感器由單一的信號變換功能，擴(kuò)展為兼有放大、運算、干擾補(bǔ)償?shù)榷喙δ?mdash;實現(xiàn)了橫向和縱向的多功能。如日本豐田研究所開發(fā)出同時檢測Na+、K+ 和 H+ 等多種離子的傳感器。這種傳感器的芯片尺寸為2.5mm×0.5mm，僅用一滴液體，如一滴血液，即可同時快速檢測出其中Na+、K+和H+的濃度，對醫(yī)院臨床非常方便實用。目前集成化傳感主要使用硅材料，它可以制作電路，又可制作磁敏、力敏、溫敏、光敏和離子敏器件。在制作敏感元件時要采用單硅的各向同性和各向異性腐蝕、等離子刻蝕、離子注入等工藝，利用微機(jī)械加工技術(shù)在單晶硅上加工出各種彈性元件。當(dāng)今，發(fā)達(dá)國家正在把傳感器與電路集成在一起進(jìn)行研究。