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细说传感器的发展方向


  传感器的研究工作一直在向新的位测量和高可靠性、高精度、小型化、低成本等目标发展。近年来由于半导体技术已进人了超大规模集成化时代。各种制造工艺和材料性能的研究已达到相当高的水平,这为传感器的发展创造了极为有利的条件。传感器发展动向总的来说有以下几个方面。
  (1)传感器采用新原理
  新原理的采用往往给传感器的发展带来本质的飞跃。正是由于新的理论不断产生,促进了新的种类的传感器不断涌现。例如:一种基于约瑟夫逊效应的红外探侧器,对光通信带来极大方便。
  (2)传感器的智能化
  智能传感器一般是指集成有徽型计算机的传感器,具有信息处理、量程转换、误差修正、反馈控制、自诊断及其他有关“智能”功能。
  智能传感器首先检侧对象的物理量,并将其转换成电信号(这是一般传感器可达到的功能),同时还必须记忆、存储数据,进而解析和对这些数据作出统计处理,最后再变换成所藉耍的数据形式而作为有用信息输出。将传感器功能、逻辑功能、存储功能等立体地集成于同一半导体芯片上,这正是未来的智能传感器。
  (3)传感器的集成化和多功能化
  随着传感器应用领城的不断扩大,借助半导体的蒸镀技术、扩散技术、光刻技术、精密细微加工及组装技术等,使传感器从单个元件,单一功能向集成化和多功能化方向发展。
  集成化主要是指将峨感元件、信息处理或转换单元以及电砚等部分,集成在同一芯片上,如集成压力传感器、集成温度传感器等。多功能化是指一块芯片具有多种参数的检侧功能,即一次可测量许多信息.如半导体温度湿敏传感器和多功能气体传感器等。
  目前先进的固态传感器,在一块芯片上能同时集成差压、静压、温度三个传感器,使差压传感器具有温度和压力补偿功能。
  (4)传感器的固态化和小型化
  结构型传感器发展得较早,目前已趋于成熟。它的检测原理明确.受环境影响小,但一般来说它的结构复杂、体积偏大、价格偏高。物性型传感器与之几乎相反,具有不少诱人的优点,世界各国在开发物性型传感器方面,都投人了大最人力物力,加强研究,目前发展很快。
  物性型传感器又称固态传感器,它包括半导体、电介质和强磁体三类。其中半导体传感器的发展最引人注目,它不仅灵敬度高、响应速度快,而且小型化。
  与传感器配用的电路可以做在半导体传感器的硅片上,并且在电路内进行传感器的沮度补偿和非线性补偿,从而使传感器的精度也得到提高。采用的单品硅和多晶硅压力传感器就是典型的例子。
  (5)仿生传感器的研制
  20世纪80年代工业生产已进人电脑自动控制时代,各种各样的机器人大量问世,而作为感觉器官的传感器相对进展比较慢,使电脑机器人的使用受到很大程度的限制。
  目前世界各国大力研究生物体感觉器官的机理,仿制人的感觉器官,因此仿生传感器也就成为传感器的发展方向之一。
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