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传感器技术应用及发展趋势在国内外展望论文
传感器技术应用及发展趋势在国内外展望论文【1】
摘 要：传感器技术是现代技术的应用具有巨大的发展潜力，通过对传感器新技术的应用现状，在未来的发展中存在的问题和面临的挑战的传感器技术，最后，传感器技术的发展趋势和应用前景。
关键词：传感器;发展;智能化趋势
在 21 世纪科学技术迅速发展的时代，传感器技术作为当前最前沿的科技之一，对当前新兴技术的发展有着直接促进作用。
随着人们对传感器技术的进一步研究，多数国家将其功能等同于计算机技术及通信技术。
1 国内外传感器的发展动向
在中国，随着微电子技术的推动，微加工技术，光电科学与现代生物科学技术，该传感器已从单一功能的转换模型，功能多，技术含量高。
知识涉及传感器技术领域非常广泛，其研究和开发越来越密切的联系和其他学科。
在国外，电流传感器是主新品种、高精度、小型化、集成、多功能、智能化的方向发展。
并有以下几个值得注意的动向：
(1)注重开发半导体、精密陶瓷、光纤，高分子等新型传感器及具有优良特性的传感器。
如能检测三维形状，能代替人的味觉和嗅觉等五官功能、能使不可见信号变为可见信号的传感器等。
(2)完竣和开采各类传感器建造工艺，如微机械加工工艺。
出产薄膜的平面电子工艺技巧及拣选的化学腐化技术。
(3)采用数字技术用于传感器的信息传送中，提高其信号处理电路的特性，可双向高速及高精度的传送信息，补偿及抗干扰能力强。
(4)提高集成化、使传感器不仅具有单一功能而且能与执行器一体化，变成多功能、进一步发展为智能传感器。
(5)加强标准化工作，尽快统一传感器的标准术语及其性能、使传感器和信号处理装置及计算机间的接口标准化。
有关资料表明，国际上传感器的市场正在日趋广泛，需求量也在不断增加，但其主要应用领域还是面向工业过程控制系统.特别是工业自控系统用仪表，例如：80年代中期，日本传感器仅用于生产过程控制的就占了18.1%，居于各领域应用量之首。
2 传感器的原理及应用
物理传感器是使用某些物理效应， 把被衡量转嫁成为便于处置的能量方式的暗记装配，其输出的信号和输入的信号有肯定的干系。
传感器的应用范围很广。
只有一个唯一的观点看，对传感器的生物医学应用，不难推测，物理传感器也在其他方面有重要的应用。
当代传感器技能的利用远景能够概述为如下四个方面：第一，新式传感器的开垦应用。
与超导材料，光纤应用的发展，随着人工智能材料的感知，识别，判断的优势，这些新材料应用于新型传感器的研究成为可能。
第二，加速集成化功用传感器的开垦步调，在原有的基础上扩张传感器的行使功能，如多维图象化功能、时序把持软件的使用，信号可以传输一个单一的传感器的功能扩展的信号传播，补偿的许多方面，操作等。
在实际运行过程中，经常做到软件和硬件两方面集成，其包括：传感系统硬件集成、传感器阵列集成、数据集成与融合、复合传感器等。
多功能是指仪器具有多种功能，但也指在操作任何一个传感器，可以检测到两个或两个以上的参数，同时节约试验成本，而且可以有效地提高传感器的工作效率。
第三，减少在原有的基础上对传感器的体积，微型元件的传感技术和硬件系统。
通过集成电路微型化实验，提高其质量，生产力，可靠性的传感器硬件系统和质量，减少环境污染，节约资源。
第四，将传感器融入到多种部分中，达成信息技术与多个学科的交织交融，实现无尽传感器汇集的发达。
与有限传感器相比，无限传感器网络是由微小传感器和无限通讯构成的网络系统。
通过这一系统不难看出，现在使用的传感器技术具有很大的发展潜力，拥有具大的开发空间。
在不久的将来，传感器技巧会更快速的成长，并可应用到多个范畴中，成为人类生产生活中的重首要组成部分。
3 传感器技术的发展展望
科学技术的发展使人们越来越重视对传感器技术的开发，研发者们意识到这是一个影响人民的生活水平的重要因素。
于是对传感器的开发成为当前最热门的研究课题之一。
传感器技术发展趋向能够从如下几方面来看。
一是开发新材料、新工艺和开发新式传感器; 二是达成传感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是经过传感器与其它部分的交叉整合， 实现无线网络化。
具体表现为开垦新质料。
传感器材料是传感器技能的紧要根蒂， 跟随传感器技术的发杨壮大， 除初期利用的材料， 如： 半导体材料、陶瓷材料之外， 光学纤维，纳米材料，超导材料已经出现。
人工智能材料是给我们进入了一个新的世界，它有三个特点：变化环境的感知(传统的传感器)功能;识别，判断(处理器);指令和采取行动(导向装置)。
跟着研究的不断深入， 将来将会有更多革新的传感器质料被开垦出来。
另一个就是集成化传感器的开发。
功能集成，使传感器与放大器的积分，和温度补偿等方面的业务，组装成一个装置。
4 在国外智能型传感器及其发展趋势
目前一些发达国家将半导体集成电路，计算机、激光、光纤等先进的科学技术应用到传感技术中，对传感器的产品结构不断进行调整，先后发展了高精度、高可靠性的智能型、多功能型传感器。
一方面使传感器能实现过去不能实现的功能，另一方面使研究、开发传感器的指导思想得到改观。
在传感器技术中，一直将传感器的最终输出与作为输入的测定量之间成线性关系即线性化作为重要课题来研讨。
如用毕托管传感器测流速，其变换原理是非线性的，一般采用折线近似或逆函数发生器等电路对传感器进行补偿来提高线性度，为保持较高精度就必须增加折点数目，即必须增加电路元件数目。
这样电路的稳定性就受到影响。
因此采用类似的办法是有一定限度的.而把微机技术引入传感器，使传感器与微机形成一体实现智能化、变单一功能为多功能，可自动修正传感器的线性度，补偿环境条件的变化带来的影响，提高精度，赋予传感器自我校正及自诊断能力，最终使传感器达到多元化及图象显示化。
上述功能都是在每一个传感元件和电路上实现的，所以微机的程序是固定的，其管理程序使数据很少溢出，并能进行高速处理。
5 传感器技术面临的桃战和机遇
当前科技的飞快发展， 使得繁杂体系愈来愈复杂， 自动化已然坠入低谷， 其主要原因之一是汲取讯息方面的落伍，导致其面临着极为严格的风险。
同时， 技能技巧的推进又是加快传感器技术发展的确保和机缘。
未来 10至20 年， 传统硅技术还将得到空前发展。
扩大硅学科水平的应用(如MEMS)和突破“瞬态物理设备”(量子，分子器件)，将成为将来20年传感器技能的首要发展方向和机缘。
总之，作为现代传感器技术的三大支柱，各国争相开发的高新技术。
目前，以科学技术和信息理论的限制，传感器技术在我国与一些发达国家相比，仍然处于落后的趋势，这就要求传感器技术开发人员加强对现有的基于传感器的研究，以满足产品原有的性能，扩大行业技术研究的深度和可靠的技术，以市场需求为导向，在满足我国社会经济发展的同时，促进传感器技术产业的发展。
参考文献：
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[2] 王松武，于鑫，武思军. 电子创新设计与实践[M]. 北京：国防工业出版社，2005.
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传感器技术应用及发展趋势【2】
摘要：传感器技术是现代科技中极具发展潜力的一项应用，通过对当前新型传感器技术的应用现状分析，提出了传感器技术在未来发展中的难题和挑战，最后就传感器技术的发展趋势和应用前景进行了探讨。
【关键词】传感器技术 光电传感器 生物传感器 发展趋势
传感器技术水平在一定程度上反映了一个国家科技现代化的水平，传感器在实现自动化控制及测试控制中发挥着重要的作用。
传感器技术在近些年来发展迅速，与计算机技术和通信技术一起被称为信息技术的三大支柱。
现代科技中，自动化与智能化已经成为新的发展方向，传感器作为自动测量与控制中的关键环节，在社会的生产生活中应用十分广泛，且具有巨大的发展空间。
1 新型传感器技术的应用现状
随着微电子技术、微机械加工技术、光电科学以及当代生物科学等高新技术的推动下，传感器已经从过去单一功能转变为功能多样、科技含量高的新型产品。
传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。
1.1 光电传感器技术
光电式传感器是以光为测量媒介、以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。
随着光电科技的飞速发展，光电传感器已成为光电传感器已成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，并在传感器应用中占据着重要的地位，其中在非接触式测量领域更是扮演者无法替代的角色。
光电传感器工作时，光电器件负责将光能(红外辐射、可见光及紫外辐射)信号转换为电学信号。
光电器件不仅结构简单、经济性好，且具有响应快、可靠性强等优势，在自动控制、智能化控制等方面应用前景十分广阔。
此外，光电传感器除了对光学信号进行测量，还能够对引起光源变化的构件或其它被测量进行信息捕捉，再通过电路对转换的电学信号进行放大和输出。
1.2 生物传感器技术
生物传感器的原理主要由两大部分组成：生物功能物质的分子识别部分和转换部分前者的作用是识别被测物质，当生物传感器的敏感膜与被测物接触时，敏感膜上的某种生化活性物质就会从众多化合物中挑选适合于自己的分子并与之产生作用，使其具有选择识别的能力;转换部分，是由于细胞膜受体与外界发生了共价结合，通过细胞膜的通透性改变，诱发了一系列的电化学过程，而这种变换得以把生物功能物质的分子识别转换为电信号，形成了生物传感器。
2 传感器技术发展中面临的挑战
传感器技术是利用现代科技来获取所需要的信息和信息量，以此来代替人类的感觉器官。
传感器技术的发展不断更新着人们的观念，也为社会生产和生活的进步提供了新的思路，然而，在传感器技术的发展中仍存在着一些问题亟待解决。
2.1 通信能力有限
当前无论是生产还是生活中应用的传感器大多是基于Zig-Bee协议，这些传感器的通信距离虽然在理论上支持无限扩展，然而在实践中受到周围环境的干扰，并不能完全达到标准的通信距离。
因此，如何应对复杂的地形，多变的天气，以及无处不在的电磁干扰，保证网络通信的可靠性，仍是传感器面临的一大挑战。
2.2 电源能量有限
传感器在工作中通常靠干电池或可充电电池提供电源，而这种电源的能量十分有限，严重影响着传感器的民用化应用。
因此，针对传感器电源的研究也正在被研究者们日益重视。
主要包括两个方面，一方面是研究传感器在网络工作中的节能技术;另一方面是选择可长时间供电的新型能源。
2.3 计算能力有限
嵌入式处理器以及存储器满足了传感器微型化设计的需要，且具有信息和数据处理的能力，虽然它们有一定信息处理的能力，但是数据经过A/D转换后，只经过少许处理就输出出去，很容易产生大量的数据，而有些数据是不需要的。
因此，尽可能地提高传感器的数据处理能力，并能够进行协作分布式信息处理是当前研究的另一难点。
2.4 传感器数量大、范围广难维护
在未来的传感器应用中，很多都不是依靠单一的个体工作，而是由许多传感器组成的系统，系统中的传感器不仅数量巨大，且其分布具有广泛性，传感器组成的网络系统维护难度就显得异常突出。
管理数目庞大的传感器系统，需要可靠的软硬件网络，同时传感器网络必须具备可重构性及自调整性，这也是需要研究的另一重点。
3 传感器技术的发展趋势和应用前景
随着传感器技术在科学发展中的重要地位日益显现，对传感器的研究和应用也逐渐受到人们的普遍关注。
当今传感器技术的研究与发展，特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展，已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。
3.1 利用新材料开发新型传感器
随着光导纤维、纳米材料、超导材料等材料科学的深入，智能材料的应用和发展正成为人们关注的热点。
智能材料是指材料本身就具备传统传感器的功能，能够对外界及自身性能的变化进行识别和判断，进而通过一定功能的转换，最终采取相应的行动来调整以适应外界变化和避免自身性能受损。
新材料这种敏感功能为新型传感器的出现提供了技术支持。
3.2 集成化多功能传感器的开发
集成化是指传感器同一功能的多元件并列，以及功能上的一体化。
同一功能的多元化并列能够实现传感器参数的多维立体化，再通过软件的编译，对传感器中的多个单一参数进行集成，进而完成对多个点或面的集中监测。
传感器功能上的一体化主要是改变传感器功能单一的缺陷，转而向着单传感器集成多种功能自一体，实现一个传感器能够同时监测多种信号变化，简化监测系统，提高工作效率。
运用集成化多功能理论研制出的传感器可以应用到更广泛的领域，并发挥出更加强大的功能效用利用集成化多功能原理，现代传感技术已制成带温度补偿的集成压力传感器，频率输出型集成压力传感器，霍尔集成传感器，半导体集成色敏传感器，多维化集成气敏传感器等。
4 结束语
当前我国在传感器的研发已经具备一定的规模和应用实力，在今后的研发中应重点关注基础性产品，在攻克传感器制造工艺技术的前提下，对产品的可靠性进行深入化分析，实现传感器技术的研究与应用平衡发展。
参考文献
[1]焦长兵，金勇杰，傅历光.无线传感器网络及其军事应用[J].黑龙江科技信息，2007(23).
[2]郝全义，王太宏.生物传感器及其在传染病检测中的应用[J].中国基础科学，2009(06).
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