傳感器研究的展望

楊吉恒 孟晶晶

摘 ?要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，高新技術(shù)也得到發(fā)展，其中傳感器是在新技術(shù)革命時(shí)代下的產(chǎn)物，標(biāo)志著我國已經(jīng)開始進(jìn)入信息化時(shí)代中。而在利用信息的過程中我們首先要解決的問題就如何獲取準(zhǔn)確可靠的信息，傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域信息的主要途徑，倘若沒有眾多優(yōu)良的傳感器現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。為此該文就傳感器研究的展望進(jìn)行以下探究，希望可以使傳感器達(dá)到與其重要地位相稱的新高度。

關(guān)鍵詞：傳感器 ?研究 ?展望

中圖分類號：TP212 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（b）-0234-02

近幾年隨著我國高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳感器技術(shù)也被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。其中測試和自動控制二者之所以能夠?qū)崿F(xiàn)獲取準(zhǔn)確信息，最重要的原因就是有傳感器技術(shù)的支持，該技術(shù)最大的特征就是能夠做到準(zhǔn)確檢測和傳遞信息，及時(shí)地將所檢測和傳遞到的信息轉(zhuǎn)變成另一種形態(tài)的信息。所以該文就幾種常見的傳感器類型和未來發(fā)展趨勢做出分析。

1 ?傳感器的常見類型

（1）電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器是我們常見的一種類型之一，其內(nèi)部電阻應(yīng)變片具有金屬應(yīng)變的效應(yīng)，通俗來講就是電阻應(yīng)片可以在外力作用下而發(fā)生機(jī)械形變，進(jìn)而使電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。其中電阻應(yīng)變片主要有兩種類型：一種是金屬，另外一種則是半導(dǎo)體。金屬類型的應(yīng)變片可以分為金屬絲式、箔式以及薄膜式[1]。而半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬應(yīng)片不同它具有超高的靈敏度，通常是絲式、箔式的幾十倍。（2）壓阻式傳感器。壓阻式傳感器的工作原理主要是根據(jù)半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)的不同而工作的，通常是一種在半導(dǎo)體材料的基片上通過擴(kuò)散電阻制作的器件。其中內(nèi)部的基片是可以直接作為測量傳感元件所使用的。在當(dāng)基片受到外界壓力作用發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)部的各電阻值也會隨之發(fā)生變化，這時(shí)候的電橋就會產(chǎn)生不平衡輸出現(xiàn)象。（3）熱電阻傳感器。熱電阻傳感器的材質(zhì)通常是由純金屬材料而制成的，就當(dāng)前應(yīng)用使用次數(shù)最多的材料是鉑和銅。當(dāng)然鎳、錳以及銠等材料也被廣泛用于熱電阻傳感器的制造中。其中熱電阻傳感器的工作原理主要是根據(jù)電阻值隨溫度變化而變化的特性，進(jìn)一步通過它來測量電阻值的溫度以及和溫度相關(guān)的其他參數(shù)。（4）激光傳感器。激光傳感器是由激光器、激光檢測器以及相關(guān)測量電路所組合而來。它屬于一種新型的測量儀表且具備很多優(yōu)點(diǎn)，例如，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測量無需直接接觸即可獲得數(shù)據(jù)，在者還具備速度快、精準(zhǔn)度高、量程大以及超強(qiáng)抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。（5）霍爾傳感器?；魻杺鞲衅魇歉鶕?jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)[2]。（6）智能傳感器。智能傳感器的主要功能是模擬人的感官或者是大腦協(xié)調(diào)動作來進(jìn)行操作的，也是眾多技術(shù)人員長期以來不斷測試和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)所研究出來的。它的出現(xiàn)可以大幅度提高基礎(chǔ)硬件的性能，打破傳統(tǒng)對硬件苛刻要求過高的局面。（7）光敏傳感器。光敏傳感器也是我們最常見的傳感器類型之一，它的種類往往比較繁多且功能也比較強(qiáng)大，目前市面上的光敏傳感器主要有光敏電阻、光敏三極管、紫外線傳感器等。該傳感器不僅僅局限于對光的探測，有些時(shí)候我們還可以將其作為探測元件組成的工具，能夠?qū)芏喾请娏窟M(jìn)行檢測。

2 ?傳感器技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展科學(xué)技術(shù)也到提升，傳感器作為信息時(shí)代下的產(chǎn)物在整個(gè)測試系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用，如今已經(jīng)成為我國測量系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，不僅承擔(dān)著信號獲取的功能同時(shí)也影響著整個(gè)測試系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。所以筆者就目前國外傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行分析，其特點(diǎn)主要呈現(xiàn)出以下幾大特點(diǎn)[3]。

（1）可以說沒有傳感器技術(shù)就沒有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它是一門十分重要的科技對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，很多企業(yè)為了提高自身市場競爭力也開始重視傳感器技術(shù)，并紛紛對基礎(chǔ)工藝和共性技術(shù)進(jìn)行研究，因?yàn)檫@是保證自身健康穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，如今基礎(chǔ)技術(shù)與基礎(chǔ)工藝已經(jīng)處于世界較為領(lǐng)先的地位，各行各業(yè)應(yīng)配置優(yōu)良的工藝裝備和檢測儀器，尤其是那些智能化的工藝設(shè)備必須重視新產(chǎn)品的開發(fā)和研究，這樣才能不斷提高自身市場核心競爭力。（2）還應(yīng)當(dāng)重視傳感器可靠性設(shè)計(jì)和管理，這樣才能設(shè)計(jì)出符合企業(yè)發(fā)展需求的傳感器，有效地提高傳感器產(chǎn)品的生產(chǎn)成品率。當(dāng)然也要重視市場競爭不斷加強(qiáng)市場調(diào)查和分析，以此來了解和掌握當(dāng)前市場的發(fā)展趨勢，進(jìn)而不斷提升自身的綜合實(shí)力。

3 ?傳感器技術(shù)的展望趨勢

在未來的發(fā)展中，傳感器技術(shù)會得到更為快速的發(fā)展，下面針對于傳感器技術(shù)的展望趨勢進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，以進(jìn)一步推動傳感器技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

（1）可獲得多維信息且向小型化發(fā)展。傳統(tǒng)信息的獲取大多是以測試點(diǎn)的溫度來進(jìn)行測試的，這中測量方式雖然可以和我們視覺產(chǎn)生相似的感官系統(tǒng)，但是對深度的空間并不能較好地檢測，而新型的智能機(jī)器人所需要的傳感器可以獲得多維信息，且具備小型化、固體化以及可靠性等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗麄兇蠖鄶?shù)是采取半導(dǎo)體技術(shù)的感測器件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感器陣列化以及分布測量的目的。（2）具備耐環(huán)境性且檢測范圍大。不管是在生物體內(nèi)還是大自然環(huán)境下，傳感器都具有超強(qiáng)的耐環(huán)境性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對大范圍的檢測。例如，對某個(gè)生物系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行研究我們不難發(fā)現(xiàn)，生物傳感器的檢測范圍是超大的，不僅可以適應(yīng)不同生物的檢測還可以有效提高檢測的精準(zhǔn)度。此外，我們還可以按照工程檢測的實(shí)際需求制作成相應(yīng)的傳感器，進(jìn)而滿足工程檢測的需求。（3）不可視信息可視化和可視信息可視化。很多時(shí)候生物系統(tǒng)中的信息往往來自視覺信息，所以要想實(shí)現(xiàn)物理現(xiàn)象可視化只能提高傳感器的檢測速度，使其具備較高的精準(zhǔn)度以及智能化。一般情況下在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下倘若觀察者本身就是人造物時(shí)其好比一個(gè)機(jī)器人在進(jìn)行相關(guān)作業(yè)，再或者環(huán)境和觀察者都是人造物時(shí)又會差生怎樣的效果，不管是哪種方式它所表現(xiàn)的都是通過計(jì)算機(jī)來獲得的自然環(huán)境，不可視信息可視化和可視信息可視化都是值得我們今后去思考和開發(fā)的。（4）感性認(rèn)識的獲取且向智能化數(shù)字化發(fā)展。不同人的感官嗜好往往是不同的，會呈現(xiàn)出多樣化的變化趨勢，所以這就提出了更高的要求，應(yīng)當(dāng)制造出與人們感官和嗜好相匹配的生產(chǎn)系統(tǒng)，雖然目前我國對于這種多樣化的生產(chǎn)系統(tǒng)還處于研究和進(jìn)行階段。當(dāng)然這種多樣化的系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)包括能感測人們感官的變化，以及人們心理狀態(tài)和思想情感上的變化。比如，在服裝行業(yè)領(lǐng)域中我們除了要力求自動化生產(chǎn)工藝之外，還應(yīng)設(shè)立相應(yīng)的服裝成品評估感測系統(tǒng)。此外，傳感器技術(shù)已經(jīng)不再是以往那種單一的模擬信號，而是經(jīng)過處理之后的智能化數(shù)字化信號。

4 ?結(jié)語

綜上所述，隨著時(shí)代的變革傳感器技術(shù)已經(jīng)成為世界所公認(rèn)的高科技產(chǎn)業(yè)，其水平的高和低一定程度上都會影響整個(gè)系統(tǒng)的功能，所以為了滿足各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)需求必須加強(qiáng)傳感器的研究，要不斷引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)和加強(qiáng)自主創(chuàng)新，因?yàn)橹挥胁粩嗵岣咦陨淼目蒲屑夹g(shù)才能滿足當(dāng)前市場發(fā)展需求，進(jìn)而不斷擴(kuò)大我國傳感器的生產(chǎn)規(guī)模。

參考文獻(xiàn)

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