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传感器技术的未来发展趋势

时间:2026-01-23 理论教育 晴浪 版权反馈
【摘要】:传感器技术的不断发展,也促进了更新型材料的开发,如纳米材料等。图7-1 气体传感器2.智能化发展20世纪80年代发展起来的智能化传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物,具有测量、存贮、通信、控制等特点。智能化传感器,如图7-2所示,一般主要由主传感器、辅助传感器及微机硬件系统三大部分构成。在今后的发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。

以目前传感器发展的形式看,传感器技术发展的趋势将是开发新材料与传感器智能化发展相结合。

1.新材料开发

传感器材料是传感器技术的重要基础,是传感器技术升级的重要支撑。例如,根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化及半导体光热探测器具有灵敏度高、精度高、非接触性等特点,发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器;在敏感材料中,陶瓷材料、有机材料发展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密调配化学成分的基础上,经过高精度成型烧结,得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料,用于制成新型气体传感器。此外,高分子有机敏感材料,可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。

传感器技术的不断发展,也促进了更新型材料的开发,如纳米材料等。美国NRC公司已开发出纳米ZrO2气体传感器,如图7-1所示,控制机动车辆尾气的排放,对净化环境效果很好,应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器,具有庞大的界面,能提供大量的气体通道,而且导通电阻很小,有利于传感器向微型化发展,随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生。

图7-1 气体传感器

2.智能化发展(https://www.xing528.com)

20世纪80年代发展起来的智能化传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物,具有测量、存贮、通信、控制等特点。

智能化传感器,如图7-2所示,一般主要由主传感器、辅助传感器及微机硬件系统三大部分构成。也就是说,智能化传感器是一种带有微处理器的传感器,它兼有检测判断和信息处理功能。例如美国霍尼尔公司的ST-3000型传感器,是一种能够进行检测和信号处理的智能传感器,具有微处理器和存储器功能,可测量差压、静压及温度等。又如一典型智能化压力传感器,其中主传感器为压力传感器,它的作用是用来测量被测压力参数的。

近年来,智能化传感器开始同人工智能相结合,创造出各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器,称为软传感器技术。在今后的发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。

图7-2 高精度智能化挂壁温度传感器

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