當前,傳感器技術(shù)的主要發(fā)展動(dòng)向,一是開(kāi)展基礎研究,發(fā)現新現象,開(kāi)發(fā)傳感器的新材料和新工藝;二是實(shí)現傳感器的集成化與智能化。
1>.發(fā)現新現象,開(kāi)發(fā)新材料,——新現象、新原理、新材料是發(fā)展傳感器技術(shù),研究新型傳感器的重要基礎,每一種新原理、新材料的發(fā)現都會(huì )伴隨著(zhù)新的傳感器種類(lèi)誕生。
2>.集成化,多功能化——向敏感功能裝置發(fā)展 傳感器的集成化,*近積極地應用了半導體集成電路技術(shù)及其開(kāi)發(fā)思想用于傳感器制造。如采用微細加工技術(shù)MEMS(Microelectro-Mechanical System)制作微型傳感器;采用厚膜和薄膜技術(shù)制作傳感器等。
3>.向未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域挑戰——生物傳感器 到目前為止,正大力研究。開(kāi)發(fā)的傳感器大多為物理傳感器,今后應積極開(kāi)發(fā)研究化學(xué)傳感器和生物傳感器。特別是智能機器人技術(shù)的發(fā)展,需要研制各種模擬人的感覺(jué)器官的傳感器,如已有的機器人力覺(jué)、觸覺(jué)傳感器、味覺(jué)傳感器等。
4>.智能傳感器(Smart sensor)——具有判斷能力、學(xué)習能力的傳感器。事實(shí)上是一種帶微處理器的傳感器,它具有檢測、判斷和信息處理功能。
如美國霍尼韋爾公司制作的ST-3000型智能傳感器,采用半導體工藝,在同一芯片上制作CPU.EPROM和靜態(tài)壓力、壓差、溫度三種敏感元件。
從構成上看,智能式傳感器是一個(gè)典型的以微處理器為核心的計算機檢測系統。它一般由下圖所示的幾個(gè)部分構成:
圖 智能化傳感器的構成
同一般傳感器相比,智能式傳感器有以下幾個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn):
(1)精度高 由于智能式傳感器具有信息處理的功能,因此通過(guò)軟件不僅可以修正各種確定性系統誤差(如傳感器輸入輸出的非線(xiàn)性誤差、溫度誤差、零點(diǎn)誤差、正反行程誤差等),而且還可以適當地補償隨機誤差,降低噪聲,從而使傳感器的精度大大提高。
(2)穩定、可靠性好 它具有自診斷、自校準和數據存儲功能,對于智能結構系統還有自適應功能。
(3)檢測與處理方便 它不僅具有一定的可編程自動(dòng)化能力,可根據檢測對象或條件的改變,方便地改變量程及輸出數據的形式等,而且輸出數據可通過(guò)串行或并行通訊線(xiàn)直接送入遠地計算機進(jìn)行處理。
(4)功能廣 不僅可以實(shí)現多傳感器多參數綜合測量,擴大測量與使用范圍,而且可以有多種形式輸出(如RS232串行輸出,PIO并行輸出,IEEE-488總線(xiàn)輸出以及經(jīng)D/A轉換后的模擬量輸出等)。
(5)性能價(jià)格比高 在相同精度條件下,多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比,其性能價(jià)格比高,尤其是在采用比較便宜的單片機后更為明顯。