现代传感器技术的发展趋势.doc

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1、现代传感器技术的发展趋势随看科学技术的发展，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。随着材料科学的步，传感器技术LI臻成熟其种类越来越多除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外，光导纤维以及超导材料的开发，为传感器的发展提供了物质基础。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，以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;在每攵感材料中，陶瓷材料、有机材料发展很快，可采用不同的配方混合原料，

2、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MJIJT-制成新型气体传感器。此外，高分了有机敏感材料，是近几年人们极为关注的具有应用潜力的新型敏感材料,可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感髀技术的不断发展,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，控制机动车辆尾气的排放，对净化环境效果很好加用前景比较广阔。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

3、。2.智能化发展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，具有测最、存贮、通信、控制等特点。智能化传感器一般主要由主传感器、辅助传感器及微机駛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，具有微处理器和存贮器功能,可测量差压、静压及温度等。乂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。20多年来，智能化传感器有了很大的发展。近年来，智能化传感器开始同人工智

4、能相结合,创造出备种基于模糊推理、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。它已经在家用电器方面得到利用，相信未来将会更加成熟。智能化传感器是传感器技术未来发展的主要方向。在今后的发展屮，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。3.新工艺的采用在发展新型传感器屮，离不开新工艺的采用。新T艺的含义范围很广，这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术乂称微机械加工技术，是近年来随着集成电路工艺发展起来的，它是离子朿、电子朿、分子朿、激光朿和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，H前已越來越多地用于传感器领域，例如

5、溅射、蒸镀、等离了体刻蚀、化学气体淀积（CVD）、外延、扩散、腐蚀、光刻等，迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。以应变式传感器为例。应变片可分为体型应变片、金属箔式应变片、扩散型应变片和薄膜应变片，而薄膜应变片则是今后的发展趋势,这主要是由于近年来薄膜工艺发展迅速,除采用真空淀积、高频溅射外，还发展了磁控溅射、等离子体增强化学汽相淀积、金属有机化合物化学汽相淀积、分了束外延、光CVD技术，这些对传感器的发展起了很大推动作用。如目前常见的溅射型应变计，是采用溅射技术育接在丿应变体即产生应变的柱梁、振动片等弹性体上形成的。这种应变计厚度很薄，大约为传统的箔式应变计的十

6、分Z—以下，故又称薄膜应变计。溅射型应变计的主要优点是：可靠性好，精度高，容易做成高阻抗的小型应变计，无迟滞和蠕变现彖，具有良好的耐热性和冲击性能等。用化学气相淀积法制备薄膜，以貝成膜温度低、可靠性好、系统简单等优点而发展很快，在制备多晶硅微晶硅传感器方面有许多报道。硅杯是力敏元件屮非常重要的结构。目前已极少采用机械方法加工硅杯，而改为可控的化学腐蚀方法，如各向异性腐蚀、凸角补偿和etch-step法等，化学腐蚀方法，可做到工艺稳定，硅杯尺寸很小，膜片均匀度很高，结构从C形、E形、双岛发展到梁膜式，性能和生产率都有很大提高。4、集成化、多功能化与智能化传感器集成化包括两种定义，

7、一是同一功能的多元件并列化，即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上排列起来，排成1维的为线性传感器，CCD图象传感器就属于这种情况。集成化的另一个定义是多功能一体化，即将传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化，组装成一个器件。目前，各类集成化传感器已有许多系列产品，有些已得到广泛应用。集成化已经成为传感器技术发展的一个重要方向。随着集成化技术的发展，备类混合集成和单片集成式压力传感器相继出现，有的己经成为商品。集成化压力传感器有压阻式、电容式、等类型，其屮压阻式集成化传感器发展