传感器原理及应用(第二版)
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 传感器原理及应用(第二版)

1.4 传感器的发展趋势

随着科学技术发展的需要,传感器的研制和生产已经提到日程上来了,“头脑”(计算机)发达,感觉(传感器)“迟钝”的情况再也不允许存在下去了。因此近年来传感器的地位受到广泛重视。

传感器技术所涉及的知识非常广泛,渗透到各个学科领域。但是它们的共性是利用物理定律和物质的物理特性,将非电量转换成电量。所以如何采用新技术、新工艺、新材料以及探索新理论,以达到高质量的转换效能,是总的发展途径。

由于科学技术迅猛发展,工艺过程自动化程度越来越高,因此对测控系统的精度提出更高的要求。近年来,微型计算机组成的测控系统已经在许多领域得到应用,而传感器作为微型机的接口必须解决相容技术,根据这些特点,传感器将向以下几个方面发展。

1.高精度

为了提高测控精度,必须使传感器的精度尽可能高,例如对于火箭发动机燃烧室的压力测量,希望测试精度能优于0.1%,对超精加工“在线”检测精度高于0.1μm,因此需要研制出高精度的传感器,以满足测量的需要。目前我国已研制出精度优于0.05%的传感器。

2.小型化

很多测控场合要求传感器具有尽可能小的尺寸。例如生物医学工程中颅压的测量,风洞中压力场分布的测量等。压阻传感器的出现,使压力传感器在小型化方面取得重大进展。目前我国已有外径为2.8mm的压阻式压力传感器。

3.集成化

集成化传感器有两种类型:一种是将传感器与放大器、温度补偿电路等集成在同一芯片上,既减小体积,又增加抗干扰能力;另一种是将同一类的传感器集成在同一芯片上,构成二维阵列式传感器,或称面型固态图像传感器,它可以测量物体的表面状况。

4.数字化

为了实现传感器与计算机直接联机,致力于数字式传感器研究是很重要的。

5.智能化

智能传感器是传感器与微型计算机结合的产物,它兼有检测与信息处理功能。与传统传感器相比它有很多特点,它的出现是传感器技术发展中的一次飞跃。国外已经有商品化的智能传感器,我国也开始了智能传感器的研究工作。