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5fsky

    
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发表于:2008-04-29 00:41:48
楼主
浅析迅速发展的传感器技术
  363900 福建省漳州市长泰县武安镇董溪头小区93号兴裕楼305室 戴兰香
传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一,也是当代科学技术发展的一个重要标志,它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。传感器是贯穿各个技术和应用领域的关键技术,当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。
  一、微型化传感器
  微传感器是在微机械电子系统技术基础上发展起来的一类新型传感器。微传感器具有体积小、重量轻、易于批生产、成本低等特点, 就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响。许多常规传感器不能胜任的工作,通过使用微传感器可以很好地完成。
  二、智能化传感器
  智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。一个通用的检测仪器通常只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:
  1.智能化传感器能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。
  2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。
  3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。
  4.智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据,也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是用于实时查询。
  5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便。
  智能化传感器一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用,也日益受到了相关研究人员的极大重视。
  三、多功能传感器
   多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件组装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。
  四、无线网络化
   无线传感器网络是新兴的通信应用网络,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现无处不在的计算理念。无线传感器网络主要组成部分就是一个个传感器体积小巧的节点。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器 。
  传感器网络在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。
  随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化,传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。在新的世纪里,面貌一新的传感器将发挥更大的作用。






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