智能傳感器技術(shù)發(fā)展及趨勢

發(fā)展趨勢

1、向高精度發(fā)展

隨著自動化生產(chǎn)程度的提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。

2、向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展

傳感器的可靠性直接影響到電子設備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永久性的方向。發(fā)展新興材料(如陶瓷)傳感器將很有前途。

3、向微型化發(fā)展

各種控制儀器設備的功能越來越強，要求各個部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。如傳統(tǒng)的加速度傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩(wěn)定性差、壽命也短，而利用激光等各種微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好。

4、向微功耗及無源化發(fā)展

傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，在野外現(xiàn)場或遠離電網(wǎng)的地方，往往是用電池供電或用太陽能等供電，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。目前，低功耗損的芯片發(fā)展很快，如T12702 運算放大器，靜態(tài)功耗只有1.5 A，而工作電壓只需2~ 5V.

5、向智能化數(shù)字化發(fā)展

隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是單一的模擬信號(如0~ 10mV)，而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有的甚至帶有控制功能，這就是所說的數(shù)字傳感器。

6、向網(wǎng)絡化發(fā)展

網(wǎng)絡化是傳感器發(fā)展的一個重要方向，網(wǎng)絡的作用和優(yōu)勢正逐步顯現(xiàn)出來。網(wǎng)絡傳感器必將促進電子科技的發(fā)展。

發(fā)展重點

1、應用機器智能的故障探測和預報。任何系統(tǒng)在出現(xiàn)錯誤并導致嚴重后果之前，必須對其可能出現(xiàn)的問題作出探測或預報。目前非正常狀態(tài)還沒有準確定義的模型，非正常探測技術(shù)還很欠缺，急需將傳感信息與知識結(jié)合起來以改進機器的智能。

2、正常狀態(tài)下能高精度、高敏感性地感知目標的物理參數(shù)；而在非常態(tài)和誤動作的探測方面卻進展甚微。因而對故障的探測和預測具有迫切需求，應大力開發(fā)與應用。

3、目前傳感技術(shù)能在單點上準確地傳感物理或化學量，然而對多維狀態(tài)的傳感卻困難。如環(huán)境測量，其特征參數(shù)廣泛分布且具有時空方面的相關(guān)性，也是迫切需要解決的一類難題。因此，要加強多維狀態(tài)傳感的研究與開發(fā)。

4、目標成分分析的遠程傳感?；瘜W成分分析大多在基于樣本物質(zhì)，有時目標材料的采樣又很困難。如測量同溫層中臭氧含量，遠程傳感不可缺少，光譜測定與雷達或激光探測技術(shù)的結(jié)合是一種可能的途徑。沒有樣本成分的分析很容易受到傳感系統(tǒng)和目標組分之間的各種噪音或介質(zhì)的干擾，而傳感系統(tǒng)的機器智能有望解決該問題。

5、用于資源有效循環(huán)的傳感器智能?，F(xiàn)代制造系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了從原材料到產(chǎn)品的高效的自動化生產(chǎn)過程，當產(chǎn)品不再使用或被遺棄時，循環(huán)過程既非有效，也非自動化。如果再生資源的循環(huán)能夠有效且自動地進行，可有效地防止環(huán)境的污染和能源緊缺，實現(xiàn)生命循環(huán)資源的管理。對一個自動化的高效循環(huán)過程，利用機器智能去分辨目標成分或某些確定的組分，是智能傳感系統(tǒng)一個非常重要的任務。