傳感器與自動檢測技術(shù)-1

1、 傳感器與自動檢測技術(shù)授課：吳昊天614BE-mail：2011學(xué)年秋季學(xué)期1被測信息：物理量（光、電、力、熱、磁、聲、）被測對象：宇宙萬物（固液氣體、動物、植物、天體 ）化學(xué)量（PH、成份）生物量（酶、葡萄糖、） 檢測系統(tǒng)（測試系統(tǒng)/測量系統(tǒng)）定義：檢測（Detection & Measurement）是利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法給出定性或定量的結(jié)果。2 檢測技術(shù)是實驗科學(xué)的一部分，是信息技術(shù)的重要組成部分，它所研究的內(nèi)容是信息的提取與處理的理論、方法和技術(shù)。信息：有意義的內(nèi)容信號：信息的表現(xiàn)形式，包括模擬信號和數(shù)字

2、信號檢測系統(tǒng)的基本概念 科學(xué)僅僅是在人們懂得了測量才開始的 門捷列夫Mendelyeev,Dmitry Ivanovich 3 檢測技術(shù)是進行各種科學(xué)實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡單的檢測系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將被測溫度變化轉(zhuǎn)化為液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度低，無法實現(xiàn)測量自動化。 為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進行處理和輸出。檢測系統(tǒng)的基本概念 4例：曹沖稱象方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；檢查、測量，得到：定性、定量的結(jié)果。檢測系統(tǒng)的基本

3、概念 5例：空調(diào)機測量控制室溫被測對象：被測信息：檢測器具：操作過程：室內(nèi)空氣溫度溫度傳感器 - 熱電阻、熱電偶空氣 熱敏電阻 電信號 處理 顯示空調(diào)機檢測系統(tǒng)的基本概念 6 工業(yè)生產(chǎn) 倍增器 科學(xué)研究 先行官 社 會 物化法官 軍 事 戰(zhàn)斗力檢測技術(shù)的作用 7檢測技術(shù)是帶動國民經(jīng)濟增長的一個關(guān)鍵領(lǐng)域在美國：檢測技術(shù)占4%，拉動經(jīng)濟增長66%工業(yè)生產(chǎn)倍增器8檢測系統(tǒng)的工程應(yīng)用 在工程領(lǐng)域，科學(xué)實驗、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開檢測技術(shù)。檢測技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機械、電力、石化和海洋運輸?shù)让恳粋€工程領(lǐng)域。 9機械手、機器人中的傳感器 轉(zhuǎn)動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳

4、感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。 在各種自動控制系統(tǒng)中，檢測環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機器狗工業(yè)生產(chǎn)倍增器10 生產(chǎn)加工過程監(jiān)測 切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠11 設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時在線監(jiān)測系統(tǒng)。 石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄漏檢測揚子石化50MW熱電機組監(jiān)測系統(tǒng)陽邏電廠300MW汽輪機組監(jiān)測系統(tǒng)荊門電廠200MW機組監(jiān)測系統(tǒng)青山熱電廠生產(chǎn)信息

5、實時查詢系統(tǒng)沙角電廠生產(chǎn)信息實時查詢系統(tǒng)寶鋼30KW以上風(fēng)機監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼精軋F2軋機網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)寶鋼冷軋帶鋼振動紋監(jiān)測系統(tǒng)武鋼風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)12產(chǎn)品質(zhì)量測量 在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進行測量和出廠檢驗。 汽車出廠檢驗原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量機床加工精度測量13在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位.工業(yè)生產(chǎn)倍增器14鼠標:光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡 + D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服PC機中

6、的檢測技術(shù)應(yīng)用15在汽車中的應(yīng)用日新月異發(fā)動機：向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息， 對發(fā)動機工作狀況進行精確控制 溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等 汽車傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容 普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器， 豪華轎車：傳感器數(shù)量可多達二百余只。 底 盤：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等 車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫、油溫 車 身：提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等 溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車速、測距、圖象等 16在汽車中的應(yīng)用17 諾貝爾獎獲得者R. R. Ern

7、st說“現(xiàn)代科學(xué)的進步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展” 俄國化學(xué)家門捷列夫指出“科學(xué)是從測量開始的” 近80年來，與科學(xué)儀器密切相關(guān)的諾貝爾獎獲得者達38人科學(xué)研究先行官18 1991年海灣戰(zhàn)爭 精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占8% 2003年伊拉克戰(zhàn)爭 90% 1994年美國防部建立自動測試系統(tǒng)執(zhí)行局立體作戰(zhàn)軍事戰(zhàn)斗力19檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器-OICW 夜視瞄準機系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測距儀：可精確的定位目標。在發(fā)射20mm高爆彈時，激光測距儀可將目標的距離信息自動傳輸至高爆彈的爆炸引信，以精確的設(shè)定引爆時間。20美國國家導(dǎo)彈防御計劃-NMD1.地基攔截器2.早期預(yù)警系統(tǒng)3

8、.前沿部署(如雷達）4.管理與控制系統(tǒng)5. 衛(wèi)星紅外線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng): 探測和發(fā)現(xiàn)敵人導(dǎo)彈的發(fā)射并追蹤導(dǎo)彈的飛行軌道；攔截器：能識別真假彈頭，敵友方檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用21檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域舉足輕重飛行器測控 - 檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工況，控制與操縱 火箭測控 - 檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡 22“阿波羅10”：火箭部分-2077個傳感器飛船部分-1218個傳感器檢測參數(shù)-加速度、溫度、壓力、 振動、流量、應(yīng)變、 聲學(xué)等神州飛船：185臺（套）儀器裝置檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域舉足輕重23“物化法官” 檢查產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)測環(huán)境污染 識別指紋、假鈔 查服違禁藥物 偵破刑事案件教學(xué)實驗氣象預(yù)報大地測繪災(zāi)

9、情預(yù)報交通指揮涵蓋 吃穿用、農(nóng)輕重、海陸空24紅外掃描區(qū)域人造衛(wèi)星檢測技術(shù)在衛(wèi)星中的應(yīng)用25檢測技術(shù)在海嘯預(yù)報中的應(yīng)用海浪振動檢測系統(tǒng)浮標深海地溝26檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增 家用電器：數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦-紅外測距傳感器數(shù)字體溫計：接觸式-熱敏電阻，非接觸式-紅外傳感器自動感應(yīng)燈：亮度檢測-光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測-熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換-駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：可視對講、可視電話：圖像獲取-面陣CCD掃描儀：文檔掃描-線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測-光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計：血壓檢

10、測 - 壓力傳感器血糖測試儀、膽固醇檢測儀 - 離子傳感器27樓宇控制與安全防護 為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況。 圖示為某公司樓宇自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器28家庭與辦公自動化 在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和檢測技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器

11、(洗凈度) 液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器29其他應(yīng)用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)301）熱工量：溫度t（ 、K、 ） 例：0 等于32 ， 20 等于68 ， 100 等于212 壓力（壓強）p（Pa）、壓差 p 、真空度、流量q（t、m 3 ）、流速v（m/s）、物位、液位h（m）2）機械量：直線位移x（m）、角位移、速度、加速度a（ m/s2） 、轉(zhuǎn)速n（r/min）、應(yīng)變 （m/m ）、力矩T（Nm）、振動、噪聲、質(zhì)量（重量）m（kg、t）3）幾何量 長度、厚度、角度、直徑、間距、形狀、粗糙度、 硬度、材料缺陷等 工業(yè)檢測涉及的內(nèi)容 314）物

12、體的性質(zhì)和成分量：空氣的濕度（絕對、相對）、氣體的化學(xué)成分、濃度、液體的粘度、濁度、透明度、物體的顏色5）狀態(tài)量： 工作機械的運動狀態(tài)（啟停等）、生產(chǎn)設(shè)備的異常狀態(tài)（超溫、過載、泄漏、變形、磨損、堵塞、斷裂等）6)電工量（U、I、f、R、Z、E、B 在電工、電子等課程中講授，大多數(shù)不屬于本課程的范圍。） 工業(yè)檢測涉及的內(nèi)容 32 一般說來，檢測系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。 傳感器將被測物理量(如噪聲,溫度) 檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進行信號分析，顯示記錄裝置則將測量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制

13、裝置。 檢測系統(tǒng)的組成信號調(diào)理電路測試對象傳感器激勵信號信號分析與記錄電信號輸出檢測系統(tǒng)原理圖33力位移 速度 加速度 壓力流量溫度電阻式電容式電感式 壓電式熱電式 光電式磁電式電橋 放大器濾波器調(diào)制器解調(diào)器運算器 阻抗變換器 筆式記錄儀光線示波器 磁帶記錄儀 電子示波器 半導(dǎo)體存儲器 顯示器 磁卡 數(shù)據(jù)處理器 頻譜分析儀 FFT 實時信號分析儀 電子計算機 被測對象 傳感器 中間變換測量裝置 顯示及 記錄裝置 實驗結(jié)果處理裝置 激發(fā)裝置 檢測系統(tǒng)的組成 34傳感器定義傳感器組成傳感器分類傳感器概論35國家標準（GB7665-87）中傳感器（Transducer/Sensor）的定義：能夠感受

14、規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器是測量裝置，能完成檢測任務(wù)；輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；傳感器名稱：變送器、變換器、探測器、敏感元件、換能器、一次儀表、探頭等傳感器功用：一感二傳,即感受被測信息,并傳送出去。V、I、f、P傳感器的定義 36傳感器 感覺，感知 （Sensor、Transducer）人類有五大感覺器官，即眼、耳、鼻、舌、皮膚。通過這些感覺器官感知外界信息。機器系統(tǒng)中，傳感器是各種機械和電子設(shè)備的感覺器官。能感知光、色、溫度、壓力

15、、聲音、濕度、氣味及輻射等。傳感器的作用37外界刺激人的五官傳感器大腦計算機骨骼和肌肉執(zhí)行機構(gòu)神經(jīng)機器人通訊神經(jīng)通訊現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)：信息采集、傳輸與處理技術(shù)分別應(yīng)用到傳感技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)構(gòu)成了信息技術(shù)系統(tǒng)中的“感官”、“神經(jīng)”、“大腦”傳感器的作用 38 通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù) 既是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的源頭，又是信息社會賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)。 如果沒有高度保真和性能可靠的傳感器，沒有先進的傳感器技術(shù)，信息的準確獲得與精密檢測就成了一句空話，通訊技術(shù)和計算機技術(shù)也就成了無源之水，無本之木，現(xiàn)代測量與自動化技術(shù)隨之變成水中之月、鏡中之花?，F(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱 39

16、（1）測量人體無法感知的量（3）測量范圍寬、精確高、可靠性好（2）惡劣環(huán)境下工作 溫度傳感器：-196 1800 壓力傳感器：0.01psi 10000psi 精度：0.1% 0.01% 可靠度：8 9 級傳感器的性能40信息處理電信電話科技測試設(shè)備控制交通控制輸電系統(tǒng)機床機器人家用電器照相機汽車飛機船舶氣象海洋環(huán)境污染醫(yī)療防火光能利用熱能利用土木建筑農(nóng)林機械能利用貨幣金融食品11155110103473659816127783431 3147111707693612621242014需要量傳感器技術(shù)對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重要的作用。傳感器的應(yīng)用41輔助電源敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測量電量

17、敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器的組成42由于空間的限制或者其他原因,轉(zhuǎn)換電路常裝入電箱中。然而，因為不少傳感器要在通過轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電信號，從而決定了轉(zhuǎn)換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一。 最簡單的傳感器由一個敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件)組成，它感受被測量時直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊m是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元

18、件不只一個，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。實際上，有些傳感器很簡單，有些則較復(fù)雜，大多數(shù)是開環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。熱電偶壓電加速度傳感器氣體壓力傳感器傳感器的組成431、按傳感器的工作機理，分為物理型、化學(xué)型、生物型等 2、按構(gòu)成原理，結(jié)構(gòu)型與物性型兩大類 3、根據(jù)傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況，可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器4、按照物理原理分類：十種 5、按照傳感器的用途分類 ：位移、壓力、振動、溫度傳感器7、根據(jù)傳感器輸出信號：模擬信號和數(shù)字信號 6、根據(jù)轉(zhuǎn)換過程可逆與否 ：單向和雙向8、根據(jù)傳感器使用電源與否：有源傳感器和無源傳感器 傳感器的分類44結(jié)構(gòu)型傳感器：依賴結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實現(xiàn)信

19、息轉(zhuǎn)換利用物理學(xué)中場的定律構(gòu)成的，包括動力場的運動定律，電磁場的電磁定律等。這類傳感器的特點是傳感器的工作原理是以傳感器中元件相對位置變化引起場的變化為基礎(chǔ)，而不是以材料特性變化為基礎(chǔ)。 物性型傳感器：依賴敏感元件的物理特性的變化實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換利用物質(zhì)定律構(gòu)成的,如虎克定律、歐姆定律等。物質(zhì)定律是表示物質(zhì)某種客觀性質(zhì)的法則。這種法則，大多數(shù)是以物質(zhì)本身的常數(shù)形式給出。這些常數(shù)的大小，決定了傳感器的主要性能。因此，物性型傳感器的性能隨材料的不同而異。如，光電管，它利用了物質(zhì)法則中的外光電效應(yīng)。所有半導(dǎo)體傳感器，以及所有利用各種環(huán)境變化而引起的金屬、半導(dǎo)體、陶瓷、合金等性能變化的傳感器，都屬于物性型

20、傳感器。 傳感器的分類45傳感元件被測非電量有用電量物性型傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器敏感元件傳感元件被測非電量有用電量有用非電量傳感器的分類46能量控制型傳感器：在信息變化過程中，傳感器將從被測對象獲取的信息能量用于調(diào)制或控制外部激勵源，使外部激勵源的部分能量載運信息而形成輸出信號，這類傳感器必須由外部提供激勵源，如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一類傳感器?；趹?yīng)變電阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等的傳感器也屬于此類傳感器。 能量轉(zhuǎn)換型傳感器：又稱有源型或發(fā)生器型，傳感器將從被測對象獲取的信息能量直接轉(zhuǎn)換成輸出信號能量，主要由能量變換元件構(gòu)成，它不需要外電源。如基于壓電效應(yīng)、

21、熱電效應(yīng)、光電動勢效應(yīng)等的傳感器都屬于此類傳感器。傳感器的分類47按照物理原理分類：電參量式傳感器：電阻式、電感式、電容式等； 磁電式傳感器：磁電感應(yīng)式、霍爾式、磁柵式等； 壓電式傳感器：聲波傳感器、超聲波傳感器； 光電式傳感器：一般光電式、光柵式、激光式、光電碼盤式、光導(dǎo)纖維式、紅外式、攝像式等；氣電式傳感器：電位器式、應(yīng)變式； 熱電式傳感器：熱電偶、熱電阻； 波式傳感器：超聲波式、微波式等；射線式傳感器：熱輻射式、射線式；半導(dǎo)體式傳感器：霍耳器件、熱敏電阻；其他原理的傳感器：差動變壓器、振弦式等。 有些傳感器的工作原理具有兩種以上原理的復(fù)合形式,如不少半導(dǎo)體式傳感器，也可看成電參量式傳感器

22、。 傳感器的分類48 開發(fā)新型傳感器 開發(fā)新材料 新工藝的采用 集成化、多功能化 智能化 開展基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，開發(fā)傳感器的新材料和新工藝；實現(xiàn)傳感器的集成化與智能化1.3 傳感器與檢測技術(shù)的發(fā)展動向1、傳感器方面 可拍照的手機49傳感器的工作機理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價格偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不少誘人的優(yōu)點，加之過去發(fā)展也不夠。世界各國都在物性型傳

23、感器方面投入大量人力、物力加強研究，從而使它成為一個值得注意的發(fā)展動向。 開發(fā)新型傳感器新型傳感器包括：采用新原理；填補傳感器空白；仿生傳感器等方面。光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器50傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，由于材料科學(xué)的進步，人們在制造時，可任意控制它們的成分，從而設(shè)計制造出用于各種傳感器的功能材料。用復(fù)雜材料來制造性能更加良好的傳感器是今后的發(fā)展方向之一。開發(fā)新材料（1）半導(dǎo)體敏感材料（2）陶瓷材料 （3）磁性材料 （4）智能材料如，半導(dǎo)體氧化物可以制造各種氣體傳感器，而陶瓷傳感器工作溫度遠高于半導(dǎo)體，光導(dǎo)纖維的應(yīng)用是傳感器材料的重大突破，用它研制的

24、傳感器與傳統(tǒng)的相比有突出的特點。有機材料作為傳感器材料的研究，引起國內(nèi)外學(xué)者的極大興趣。51在發(fā)展新型傳感器中，離不開新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新型傳感器聯(lián)系特別密切的微細加工技術(shù)。該技術(shù)又稱微機械加工技術(shù)，是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域。 新工藝的采用例如利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出壓阻式傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應(yīng)的氣敏、濕敏傳感器，日本橫河公司利用各向異性腐蝕技術(shù)進行高精度三維加工，在硅片上構(gòu)成孔、溝棱錐、半球等各種開頭，制作出全硅諧振式壓力傳感器。52集成化、

25、多功能化同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，如CCD圖像傳感器。多功能一體化，即將傳感器與放大、運算以及溫度補償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個器件。把多個功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時進行多種參數(shù)的測量外，還可對這些參數(shù)的測量結(jié)果進行綜合處理和評價，可反映出被測系統(tǒng)的整體狀態(tài)。 為同時測量幾種不同被測參數(shù)，可將幾種不同的傳感器元件復(fù)合在一起，作成集成塊。例如一種溫、氣、濕三功能陶瓷傳感器已經(jīng)研制成功。53智能化對外界信息具有檢測、數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、自診斷和自適應(yīng)能力的集成一體化多功能傳感器，這種傳感器具有與主機互相對話的功能，可以自行選擇最佳方

26、案，能將已獲得的大量數(shù)據(jù)進行分割處理，實現(xiàn)遠距離、高速度、高精度傳輸?shù)?。智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的實現(xiàn)取決于傳感技術(shù)與半導(dǎo)體集成化工藝水平的提高與發(fā)展。這類傳感器具有多功能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點，是傳感器重要的發(fā)展方向之一。傳感器+嵌入式計算機 智能傳感器 54傳感器+嵌入式計算機 智能傳感器 振動網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計算機智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器聲發(fā)射智能探頭1.3 傳感器與檢測技術(shù)的發(fā)展動向55智能化虛擬化網(wǎng)絡(luò)化微型化軟測量技術(shù)2、檢測系統(tǒng)方面 1.3 傳感器與檢測技術(shù)的發(fā)展動向56計算機虛擬儀器技術(shù) 用PC機儀器板卡 代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器用計算機軟件 代替硬件分析電路優(yōu)點57計算機虛擬儀器技術(shù) 58計算機虛擬儀器技術(shù) 596061主要傳感器及檢測儀器生產(chǎn)商2、振動/噪聲傳感器 丹麥B&K（振動測量、聲學(xué)測量領(lǐng)域最富盛名）1、工業(yè)自動化類傳感器 美國霍尼威爾公司（有全球最大傳感器技術(shù)研究中心） 623、測量分析儀器 美國國家儀器公司(全球最大的計算機虛擬儀器生產(chǎn)商)美國Agilent公司(原惠普公司儀器部，著名的測試