传感器技术的应用及发展现状

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1、传感器技术的应用和发展现状综述摘要：本文介绍了传感器技术的定义，常用的分类方法，作用及发展过程，分析了传感器技术的发展趋势，阐述了传感器在现代科学技术与生活中的一些主要应用。关键词:传感器技术，发展过程，发展趋势，产业现状，应用。引言传感器技术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。可以说传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，而当今世界正面临一场新的技术革命，这场革命的主要基础是信息技术，而传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一。传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学

2、、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一，广泛应用于航天、航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟酒制造、机器人、工业自动化、家电等诸多领域。目前在全世界有6000多家公司生产传感器，品种多达上万种，可以说传感器的应用几乎渗透到人类活动的各个领[1]。一、传感器技术及发展1、传感器技术概述1.1传感器的定义传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称

3、。传感器一般被认为由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成，有时还需外加辅助电源[2]。传感器可以直接接触被测对象，也可以不接触。通常对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是:高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本、宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作范围等[3]。1.2传感器的分类由于传感器的种类繁多，所以分类方法也有多种。1)按传感器的检测信息来分可分为光敏

4、、热敏、力敏、磁敏、气敏、湿敏、压敏、离子敏和射线敏等传感器。2)按转换原理可分为物理传感器，化学传感器，生物传感器①物理传感器：指利用物质的物理现象和效应感知并检测出待测对象信息的器件。它分为2类:结构型传感器(如电容传感器、电感传感器等)；物性型传感器(如光电传感器、压电传感器等)。物理传感器开发早，发展快、品种多、应用广。目前正向集成化、系列化、智能化发展。②化学传感器：化学传感器主要是利用化学反应来识别和检测信息的器件。如气敏传感器湿敏传感器和离子敏传感器。这类传感器很有发展前途可在环境保护、火灾报警、医疗卫生和家用电器方面有极其广泛的使用。③生物传感器：是利用生物化学

5、反应的器件，由固定生物体材料和适当转换器件组合成的系统，与化学传感器有密切关系。如味觉传感器，听觉传感器等。该类传感器目前发展还不成熟，尚在研发过程中。3）按其输出信号可分为模拟传感器、数字传感器和开关转换器。4）按传感器使用的材料可分为：半导体传感器、陶瓷传感器、复合材料传感器、金属材料传感器、高分子材料传感器、超导材料传感器、光纤材料传感器、纳米材料传感器等。5）按能量转换可分为能量转换型传感器和能量控制型传感器①能量转换型传感器：主要由能量变换元件构成，不需用外加电源，基于物理效应产生信息，如热敏电阻、光敏电阻等。②能量控制型传感器：在信息变换过程中，需外加电源供给。如霍

6、尔传感器、电容传感器。6)按照其制造工艺，可以将传感器区分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器等。7）按用传感器途可分为：位移传感器，压力传感器，振动传感器，温度传感器，其他用途传感器。8）根据传输与转换的过程可分为：双向（可逆）传感器，单向（不可逆）传感器。9）按输出量分为：模拟量传感器和数字量传感器。①数字量传感器：数字传感器直接输出数字量，不需使用A/D转换器，就可与计算机联机，提高系统可靠性和精确度，具有抗干扰能力强，适宜远距离传输等优点，是传感器发展方向之一。1.3传感器技术的作用和地位当今社会的发展，就是信息社会的发展。早在20世纪80年代，美国就认为世

7、界已进入传感器时代，日本也将传感器技术列为十大技术之首。我国将传感器技术列为国家八五重点科技攻关项目，建成了“传感器技术国家重点实验室”、“微纳米国家重点实验室”、“国家传感器工程中心”等研究开发基地。而且MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点。传感器产业已被国内外公认为是具有发展前途的高技术产业，它以其技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。2、传感技术的发展过程传感技术大体可分3代，第1代是结构型传感器。它利用结构参量变化来感受和转化信号。例如: