傳感器的發(fā)展歷程

1、傳感器的歷史及現(xiàn)狀傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并根據(jù)一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的 器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成.傳感器的種類很多,根據(jù)不同 的功能,不同的適用領(lǐng)域可以劃分多種類型.其中,溫度傳感器是最早開發(fā)、 應(yīng)用最廣的一類傳感器.從17世紀(jì)初,人們就開始利用溫度計進(jìn)行測量,而真 正把溫度變成電信號的傳感器是1821年由德國物理學(xué)家賽貝創(chuàng)造的,這就是后 來的熱電偶傳感器.在半導(dǎo)體得到充分開展以后,相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳 感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器.與之相應(yīng),根據(jù)波與物質(zhì)的相互作 用規(guī)律,相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器.我國的傳感器開展已經(jīng)經(jīng)歷了 5

2、0多個春秋,20世紀(jì)80年代,改革開放給 傳感器行業(yè)帶來了生機(jī)與活力.90年代,在黨和國家關(guān)于 大力增強(qiáng)傳感器的開 發(fā)和在國民經(jīng)濟(jì)中普遍應(yīng)用的決策指引下,傳感器行業(yè)進(jìn)入了新的開展時期. 目前來看,傳感器的應(yīng)用已經(jīng)普及到工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)診 斷、生物工程等多方面的領(lǐng)域,幾乎所有的現(xiàn)代化的工程都離不開傳感器的應(yīng) 用.在我國的傳感器市場中,國外的廠商占據(jù)了較大的份額,雖然國內(nèi)廠商也 有了較快的開展,但仍然無法跟上國際傳感器技術(shù)的步伐.近年來,由于國家 的大力支持,我國建立了傳感器技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米 /納米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室、機(jī)器人國家重點(diǎn)試驗(yàn)室等研發(fā)基地,初步建立了敏感元件和傳感

3、器產(chǎn)業(yè), 目前我國已有1,688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),其中從事 MEMS研發(fā) 的有50多家.在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢下,隨著我國的投資環(huán)境的改善已經(jīng)對傳感器 技術(shù)的大力支持,各國傳感器廠商紛紛涌進(jìn)我國的傳感器市場,使得國內(nèi)的傳 感器領(lǐng)域的競爭日趨劇烈.于此同時,強(qiáng)烈的技術(shù)競爭必然會導(dǎo)致技術(shù)的飛速 開展,促進(jìn)我國傳感器技術(shù)的快速進(jìn)步.未來的傳感器會向著小型化、多功能化、智能化、集成化、系統(tǒng)化的方向 開展,由微傳感器、微執(zhí)行器及信號和數(shù)據(jù)處理器總裝集成的系統(tǒng)越來越引起 人們的關(guān)注.多功能化傳感器開始只是對單一量的測量,在眾多領(lǐng)域中單一的量不能準(zhǔn)確客觀地 反映客觀事物和環(huán)境.這就要求傳感器對多種量

4、進(jìn)行測量.由假設(shè)干種敏感元件組成的多功能傳感器兼具新一代的探測功能,它可以同時測量多種數(shù)值,從而 對被測量體變化的測量更加精準(zhǔn).這種多功能的傳感器應(yīng)用范圍更廣泛.智能化當(dāng)前的智能化傳感器通常是融入一個或多個敏感元件、精密模擬電路、數(shù) 字電路、微處理器MCU、通訊接口、智能軟件,并將著一系列的硬件集成 在一個封裝組件內(nèi),智能化傳感器相對普通傳感器的優(yōu)勢是不容質(zhì)疑的.智能 化傳感器是一種帶微處理器的傳感器,是微型計算機(jī)和傳感器相結(jié)合的成果, 它兼有檢測、判斷和信息處理功能,與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點(diǎn)：具有判斷和信息處理功能,能對測量值進(jìn)行修正、誤差補(bǔ)償,因而提升測 量精度；可實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量

5、；有自診斷和自校準(zhǔn)功能,提升可靠性； 測量數(shù)據(jù)可存取,使用方便；有數(shù)據(jù)通信接口,能與微型計算機(jī)直接通信.把 傳感器、信號調(diào)節(jié)電路、單片機(jī)集成在一芯片上形成超大規(guī)模集成化的高級智 能傳感器.我國在這方面的研究與開發(fā)還很落后,主要是由于我國半導(dǎo)體集成 電路工藝水平有限.由于集成電路和芯片技術(shù)的開展,傳感器裝有微處理器, 除執(zhí)行信息處理和信息存儲,還能夠進(jìn)行邏輯思考和對特殊情況作出判斷并進(jìn) 行處理.小型化由于計算機(jī)技術(shù)的開展,輔助設(shè)計CADD技術(shù)和集成電路技術(shù)迅速開展, 微機(jī)電系統(tǒng)MEMS技術(shù)應(yīng)用于傳感器技術(shù),從而引發(fā)了傳感器微型化.目 前,幾乎所有的傳感器都在脫離傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計,向基于計算機(jī)

6、輔助設(shè) 計CAQ的模擬式工程化設(shè)計轉(zhuǎn)變,從而體積越來越小,功能越來越強(qiáng)大,這 種設(shè)計手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動著傳感器系統(tǒng)以更快的速度向著能夠 滿足科技開展需求的微型化的方向開展.集成化、系統(tǒng)化現(xiàn)代傳感器的應(yīng)用依賴于智能系統(tǒng)的限制,并伴隨著系統(tǒng)的開展不斷進(jìn) 步.因此,面對日益集成化、系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及硬件結(jié)構(gòu),傳感器必定會 更加的集成化,系統(tǒng)化,才能更好的效勞于技術(shù)日漸成熟的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域.隨著物聯(lián)網(wǎng)的開展,傳感器的應(yīng)用會普及到生活中的各個層面.小型化的 傳感器能夠使當(dāng)前的設(shè)備在不需要過多改良的情況下進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)的大家庭. 隨著科技的進(jìn)步,我們對傳感器的要求也越來越高,單一功能的傳感器已經(jīng)無 法滿足當(dāng)前人們在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程等領(lǐng)域的需求,多功能化的 傳感器必定會隨著傳感器技術(shù)的高速開展而更快的進(jìn)入我們的生活.我們現(xiàn)在 追求的是智能化的世界,不管是研究機(jī)器人,還是對計算機(jī)的開展要求,我們 都希望智能的出現(xiàn)能夠更好地幫助我們?nèi)スぷ?提升效率.這就需要更為智能 的傳感器來代替人工的判斷,因此,智能化的產(chǎn)業(yè)會隨著人們技術(shù)水平的提升 而普及全球.集成化、系統(tǒng)化的傳感器