傳感器檢測(cè)前沿知識(shí)綜述

1、傳感器檢測(cè)前沿知識(shí)綜述杜思誠(chéng)GS14060114當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，是信息化社會(huì)的發(fā)展。在信息時(shí)代，人們的社會(huì)活動(dòng)將主要依靠對(duì)信息資源的開(kāi)發(fā)及獲取、傳輸與處理。而傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段，是現(xiàn)代科學(xué)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。它是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置的總稱。傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)的接口位置，一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程所要獲取的信息都要通過(guò)它轉(zhuǎn)換為容易傳輸和處理的電信號(hào)。如果把計(jì)算機(jī)比喻為處理和識(shí)別信息的“大腦”，把通信系統(tǒng)比喻為傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”，那么傳感器就是感知和獲取信息的“感覺(jué)器官

2、”。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，發(fā)展迅猛，同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，許多國(guó)家已將傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等重要的位置?，F(xiàn)代傳感器技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，擁有廣泛的開(kāi)發(fā)空間，發(fā)展前景十分廣闊。一、傳感器簡(jiǎn)介（一）傳感器解釋傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。其利用物理效應(yīng).化學(xué)效應(yīng).生物效應(yīng)，把被測(cè)的物理量，化學(xué)量，生物量等非電量轉(zhuǎn)換成電量。傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的部分。有時(shí)也將敏感元件稱為傳感器。轉(zhuǎn)換元件能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。（二

3、）傳感器技術(shù)的基本特性在測(cè)試過(guò)程中，要求傳感器能感受到被測(cè)量的變化并將其不失真地轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的量。被測(cè)量有兩種形式：一種是穩(wěn)定的，稱為靜態(tài)信號(hào)；一種是隨著時(shí)間變化的，稱為動(dòng)態(tài)信號(hào)。由于輸入量的狀態(tài)不同，傳感器的輸入特性也不同，因此，傳感器的基本特性一般用靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來(lái)描述。衡量傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、分辨率和漂移等。影響傳感器的動(dòng)態(tài)特性主要是傳感器的固有因素，如溫度傳感器的熱慣性等，動(dòng)態(tài)特性還與傳感器輸入量的變化形式有關(guān)。（三）傳感技術(shù)的發(fā)展歷程基于仿生研究的傳感技術(shù)，自古以來(lái)就滲透到人類的生產(chǎn)活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活的各個(gè)方面，如計(jì)時(shí)、產(chǎn)品交換、氣候和季節(jié)

4、的變化規(guī)律等；由于各學(xué)科之間的相互融合和各行各業(yè)的需求，傳感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并快速發(fā)展，具大體經(jīng)歷了3代歷程。1 .第1代結(jié)構(gòu)型傳感器它利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。例如：電阻應(yīng)變式傳感器，它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時(shí)電阻的變化來(lái)轉(zhuǎn)化電信號(hào)的。2 .第2代固體傳感器這種傳感器是20世紀(jì)70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，是利用材料的某些特性制成的，比如利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng)，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。70年代后期，隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)集成傳感器。集成傳感器包括2種類型：傳感器本身的集成化和

5、傳感器與后續(xù)電路的集成化，例如：電荷耦合器件（CCD）集成溫度傳感器（AD590集成霍爾傳感器（UGN3501痔。3 .第3代智能傳感器智能傳感器是20世紀(jì)80年代剛剛發(fā)展起來(lái)的，其對(duì)外界信息具有一定檢測(cè)、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力，是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀(jì)80年代智能化測(cè)量主要以微處理器為核心，把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路、微計(jì)算機(jī)、存貯器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能；20世紀(jì)90年代智能化測(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高，在傳感器一級(jí)水平實(shí)現(xiàn)智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測(cè)量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。當(dāng)今世界傳感器市場(chǎng)正在以持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)之勢(shì)向

6、前發(fā)展。二、傳感器的應(yīng)用（一）傳感器應(yīng)用領(lǐng)域概述就當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，微型傳感器已經(jīng)對(duì)大量不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、遠(yuǎn)距離探測(cè)、醫(yī)療及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響；目前開(kāi)發(fā)并進(jìn)入實(shí)用階段的微型傳感器已可以用來(lái)測(cè)量各種物理量、化學(xué)量和生物量，如位移、速度/加速度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、聲、光、電、磁、熱、PH值、離子濃度及生物分子濃度等。傳感器越來(lái)越多地被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機(jī)器人技術(shù)、資源開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、家用電器等。（二）傳感器具體應(yīng)用1 .在自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用電力、冶

7、金、石化、化工等流程工業(yè)中，通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。石化企業(yè)輸油管道、儲(chǔ)油罐等壓力容器的破損和泄露檢測(cè)。車身到位檢測(cè)。光線傳感器檢測(cè)標(biāo)簽，多種氣體檢測(cè)系統(tǒng)。在汽車、機(jī)床、電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品出廠時(shí)，必須對(duì)其性能質(zhì)量檢測(cè)。2 .在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行診斷需要進(jìn)行多種生理參數(shù)的測(cè)量。國(guó)內(nèi)已經(jīng)成功地開(kāi)發(fā)出了用于測(cè)量近紅外組織血氧參數(shù)的檢測(cè)儀器。人類基因組計(jì)劃的研究也大大促進(jìn)了對(duì)酶、免疫、微生物、細(xì)胞、DNARNA蛋白質(zhì)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和體液組份以及血?dú)?、血壓、血流量、脈搏等傳感器的研究。3 .在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)行大氣監(jiān)測(cè)和江河湖海水質(zhì)檢測(cè)，需要大

8、量用于污水流量、PH值、電導(dǎo)、濁度、CODBODTPTN礦物油、氟化物、氨氮、總氮、總磷、金屬離子濃度特別是重金屬離子濃度以及風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、工業(yè)粉塵、煙塵、煙氣、SO2NO03CO參數(shù)測(cè)量的傳感器，這些傳感器中大多數(shù)亟待開(kāi)發(fā)。4 .在遙感技術(shù)中的應(yīng)用飛機(jī)及航天飛行器：近紫外線、可見(jiàn)光、遠(yuǎn)紅外線、微波。船舶：超聲波傳感器。（三）傳感器的市場(chǎng)規(guī)模2010年，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%19%口14%不力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征；未來(lái)傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)將來(lái)自于無(wú)線傳感器、微系統(tǒng)傳感器、生物傳感器等

9、新興傳感器。傳感器已進(jìn)入人們的日常工作和家庭生活中，并已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門以及國(guó)防建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，為中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。三、傳感技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，全世界約有40個(gè)國(guó)家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)，研發(fā)機(jī)構(gòu)達(dá)6000余家，其中以美、日、俄等國(guó)實(shí)力較強(qiáng)，他們建立了包括物理量、化學(xué)量、生物量三大門類的傳感器產(chǎn)業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)單位有4000余家、產(chǎn)品有20000多種，對(duì)應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，大企業(yè)的年生產(chǎn)能力達(dá)到幾千萬(wàn)支到幾億支。比較著名的傳感器廠商有美國(guó)霍尼韋爾（Honeywel1）公司、?？怂共_（Foxboro）公司、ENDEVC3司、英國(guó)BellHowell公

10、司、Solartron公司、荷蘭飛利浦、俄羅斯熱工儀表所等。3.1我國(guó)傳感技術(shù)的現(xiàn)狀在國(guó)家的支持下，“八五”以來(lái)我國(guó)的傳感技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。在原電子工業(yè)部的努力及敏感元器件與傳感器分會(huì)的積極組織下，實(shí)施“雙加工程”建立了我國(guó)敏感元器件與傳感器生產(chǎn)基地。這三大基地分別為：1）安徽基地，主要是建立力、光敏規(guī)模經(jīng)濟(jì)；2）陜西基地，1990年2月成立了陜西省敏感技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司，主要以建立電壓敏、熱敏、汽車電子規(guī)模經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)；3）黑龍江基地，主要以建立氣、濕敏規(guī)模經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)。當(dāng)前我國(guó)正在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的MEMS微電子與微機(jī)械的結(jié)合）、MOMES（MEM微光學(xué)的結(jié)合）、智能傳感器（MEMSW

11、CPU信息控制技術(shù)的結(jié)合）、生物化學(xué)傳感器（MEMSt生物技術(shù)、電化學(xué)的結(jié)合）等以及今后將大力開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器（MEMS9絡(luò)技術(shù)的結(jié)合）、納米傳感器（納米技術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合）均是多學(xué)科、多種新技術(shù)交叉融合的新一代傳感器。3. 2國(guó)外傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外傳感器的發(fā)展各有特點(diǎn)。美國(guó)和日本在產(chǎn)品品種和性能方面不相上下，但某些技術(shù)（民用產(chǎn)品）日本發(fā)展較快。日本十分重視研究開(kāi)發(fā)功能材料，并建立起很多專業(yè)化工廠,1986年生產(chǎn)傳感器17.57億只，其發(fā)展特點(diǎn)是先占用民用產(chǎn)品市場(chǎng)，再向高水平發(fā)展。美國(guó)傳感器研究水平較高，力圖先解決研究上的難題，再轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，具特點(diǎn)是以“軍”帶“民”。歐洲在許多大學(xué)設(shè)立

12、傳感器研究中心，側(cè)重于理論研究。國(guó)外傳感器發(fā)展中的一種傾向是：制造技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、新材料的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用同時(shí)進(jìn)行，并向集成化、多功能化、智能化、薄膜化方向發(fā)展。生物傳感器、距離傳感器、振動(dòng)傳感器、加速度傳感器等年增長(zhǎng)率均在16犯上，濕度傳感器及煙道氣體、熱紅外、熱圖像轉(zhuǎn)距等類型的傳感器，年增長(zhǎng)率分別在10%以上。在美國(guó)，傳感器大部分應(yīng)用在軍事、航空航天、石油、化工、汽車、飛機(jī)、自動(dòng)化裝備上；在日本，傳感器多用于家用電器汽車、機(jī)械工具、機(jī)器人、工業(yè)裝備上，法國(guó)和英國(guó)則在工業(yè)過(guò)程和飛機(jī)工業(yè)上得到較多的應(yīng)用。4. 3我國(guó)傳感技術(shù)與國(guó)際水平的比較綜合國(guó)內(nèi)外傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)的優(yōu)勢(shì)有：1）

13、已經(jīng)形成了研究、生產(chǎn)和應(yīng)用體系、人材隊(duì)伍和部分傳感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是傳感器技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)；2）有一批先進(jìn)的成果，如刀具/砂輪監(jiān)控儀系列成果，石油油井用高溫、高壓傳感檢測(cè)系統(tǒng)、高精度熱敏檢測(cè)傳感等；3）有一個(gè)量大面廣的用戶市場(chǎng)。不可否認(rèn)，我國(guó)傳感技術(shù)與國(guó)際水平還有一定差距，不足之處有：1）研究開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略在系統(tǒng)性上的不足，如：傳感器與傳感系統(tǒng)未能統(tǒng)一布置，形成兩套并列，相互脫節(jié)的攻關(guān)；2）對(duì)傳統(tǒng)傳感器的革新改進(jìn)不足，微小型化步子慢；3）特殊環(huán)境和工程項(xiàng)目傳感技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)尚未成熟；4）集成化、智能化和納米技術(shù)與國(guó)外差距大。因此，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)實(shí)行“吸收型”的發(fā)展戰(zhàn)略方針，引進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)設(shè)備并加以改進(jìn)提

14、高，逐步形成自主的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，并特別重視研究大生產(chǎn)工藝技術(shù)和提高產(chǎn)業(yè)水平,全面推進(jìn)我國(guó)的傳感技術(shù)發(fā)展。四、傳感器的發(fā)展趨勢(shì)傳感器今后的發(fā)展趨勢(shì)向集成化、多功能化、智能化、數(shù)字化發(fā)展，以滿足在工業(yè)生產(chǎn)中不斷進(jìn)步的需求（1）集成化：集成（傳感器、放大器、運(yùn)算器、補(bǔ)償器等）；組合（不同功能的傳感器）；排列（成矩陣）。（2）多功能化：如溫度與濕度、氣敏與濕度、速度與長(zhǎng)度等多功能傳感器。（3）智能化：不但能對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與測(cè)量，同時(shí)還具有記憶存儲(chǔ)、運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理等功能。（4）數(shù)字化：數(shù)字顯示與微處理機(jī)的應(yīng)用，使傳感器應(yīng)用更為方便，可提高穩(wěn)定性及精度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。對(duì)比傳感器技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀可以

15、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(dòng)國(guó)家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動(dòng)力。由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動(dòng)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(dòng)蕩必然會(huì)造成傳感器自身特性的不穩(wěn)定，從而給其實(shí)際應(yīng)用造成較大影響。這就要求我們針對(duì)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在不同場(chǎng)合對(duì)傳感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(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(wú)遲滯性、工作壽

16、命長(zhǎng)、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(cè)量范圍、小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度等。同時(shí)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對(duì)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(shì)可以從四個(gè)方面分析與概括：一是開(kāi)發(fā)新材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；二是實(shí)現(xiàn)傳感器集成化、多功能化及智能化；三是實(shí)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(guò)傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。4.1 新材料的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)和前提，是傳感器技術(shù)升級(jí)的重要支撐，因而傳感器技術(shù)的發(fā)展必然要求加大新材料的研制力度。事實(shí)上由于材料科學(xué)的不斷發(fā)展，傳感器材料的不斷得到更新，品種不斷得到

17、豐富，目前除傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、光導(dǎo)材料、超導(dǎo)材料以外，新型的納米材料的誕生有利于傳感器向微型方向發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步將有更多的新型材料誕生。半導(dǎo)體材料在敏感技術(shù)中占有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，半導(dǎo)體傳感器不僅靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、質(zhì)量輕，且便于實(shí)現(xiàn)集成化，在今后的一個(gè)時(shí)期，仍占有主要地位。以一定化學(xué)成分組成、經(jīng)過(guò)成型及燒結(jié)的功能陶瓷材料，其最大的特點(diǎn)是耐熱性，在敏感技術(shù)發(fā)展中具有很大的潛力。止匕外，采用功能金屬、功能有機(jī)聚合物、非晶態(tài)材料、固體材料、薄膜材料等，都可進(jìn)一步提高傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本。4.2 傳感器的集成化、多功能化及智能化傳感器的集成化分為傳感器本身的集

18、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€(gè)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(cè)參數(shù)由點(diǎn)到面到體多維圖像化，甚至能加上時(shí)序，變單參數(shù)檢測(cè)為多參數(shù)檢測(cè)；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(hào)變換功能，擴(kuò)展為兼有放大、運(yùn)算、干擾補(bǔ)償?shù)榷喙δ芤粚?shí)現(xiàn)了橫向和縱向的多功能。如日本豐田研究所開(kāi)發(fā)出同時(shí)檢測(cè)Na+KK+和H+等多種離子的傳感器。這種傳感器的芯片尺寸為2.5mnK0.5mm僅用一滴液體，如一滴血液，即可同時(shí)快速檢測(cè)出其中Na卡K琲DH+l勺濃度，對(duì)醫(yī)院臨床非常方便實(shí)用。目前集成化傳感主要使用硅材料，它可以制作電路

19、，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(shí)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(guó)家正在把傳感器與電路集成在一起進(jìn)行研究。智能化傳感器是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問(wèn)世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測(cè)器應(yīng)用領(lǐng)域，如分布式實(shí)時(shí)探測(cè)、網(wǎng)絡(luò)探測(cè)和多信號(hào)探測(cè)方面一直頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大。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(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合

20、體一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn):1）智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理、分析和調(diào)節(jié)，能夠?qū)λ鶞y(cè)的數(shù)值及其誤差進(jìn)行補(bǔ)償，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷，能夠借助于一覽表對(duì)非線性信號(hào)進(jìn)行線性化處理，借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號(hào)。2）智能化傳感器具有自診斷和自校準(zhǔn)功能，可以用來(lái)檢測(cè)工作環(huán)境。3）智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測(cè)量，從而進(jìn)一步拓寬了其探測(cè)與應(yīng)用領(lǐng)域，而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。4）智能化傳感器既能夠很方便地實(shí)時(shí)處理所探測(cè)到的大量數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)需要將它們存

21、儲(chǔ)起來(lái)。5）智能化傳感器備有一個(gè)數(shù)字式通信接口，通過(guò)此接口可以直接與其所屬計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。智能化傳感器無(wú)疑將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見(jiàn)，新興的智能化傳感器將會(huì)在關(guān)系到全人類國(guó)民生的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大作用。4.3 傳感器微小型化為了能夠與信息時(shí)代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強(qiáng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)保持一致，對(duì)于傳感器性能指標(biāo)的要求越來(lái)越嚴(yán)格；與此同時(shí)，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標(biāo)準(zhǔn)的輸出模式；而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代；后者主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。就當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，微型傳感器已經(jīng)對(duì)大量不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、遠(yuǎn)距離探測(cè)、醫(yī)療及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響；目前開(kāi)發(fā)并進(jìn)入實(shí)用階段的微型傳感器已可以用來(lái)測(cè)量各種物理量、化學(xué)量和生物量，如位移、速度、加速度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、聲、光、電、磁、熱、PK、離子濃度及生物分子濃度等。4.4 傳感器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線