傳感器與檢測儀表發展趨勢之淺談
發布時間:2010-01-27 來源:網絡
機遇與挑戰:
我國傳感器產業要適應技術潮流,向國內外兩個市場相結合的國際化方向發展,讓傳感器和檢測儀表抓住信息化的發展機遇。
近年來,傳感器正處於傳統型向新型傳感器轉型的發展階段。新型傳感器的特點是微型化、數字化、智能化、多功能化、係統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造,而且可導致建立新型工業,是21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械係統(MEMS)技術基礎上的,目前已成功應用在矽器件上形成矽壓力傳感器(如上述EJX變送器)。
微電子機械加工技術,包括體微機械加工技術、表麵微機械加工技術、LIGA技術(X光深層光刻、微電鑄和微複製技術)、激光微加工技術和微型封裝技術等。MEMS的發展,把傳感器的微型化、智能化、多duo功gong能neng化hua和he可ke靠kao性xing水shui平ping提ti高gao到dao了le新xin的de高gao度du。傳chuan感gan器qi的de檢jian測ce儀yi表biao,在zai微wei電dian子zi技ji術shu基ji礎chu上shang,內nei置zhi微wei處chu理li器qi,或huo把ba微wei傳chuan感gan器qi和he微wei處chu理li器qi及ji相xiang關guan集ji成cheng電dian路lu(運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數字化、智能化、網絡化、係統化。(注:MEMS技術還完成了微電動機或執行器等產品,將另作文介紹)網絡化方麵,目前主要是指采用多種現場總線和以太網(互聯網),這要按各行業的特點,選擇其中的一種或多種,近年內最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
除MEMS外,新型傳感器的發展還有賴於新型敏感材料、敏感元件和納米技術,如新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平麵陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網絡化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
多傳感器數據融合技術正在形成熱點,它形成於20世紀80年(nian)代(dai),它(ta)不(bu)同(tong)於(yu)一(yi)般(ban)信(xin)號(hao)處(chu)理(li),也(ye)不(bu)同(tong)於(yu)單(dan)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)監(jian)測(ce)和(he)測(ce)量(liang),而(er)是(shi)對(dui)基(ji)於(yu)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)基(ji)礎(chu)上(shang)的(de)更(geng)高(gao)層(ceng)次(ci)的(de)綜(zong)合(he)決(jue)策(ce)過(guo)程(cheng)。有(you)鑒(jian)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)微(wei)型(xing)化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)程(cheng)度(du)提(ti)高(gao),在(zai)信(xin)息(xi)獲(huo)取(qu)基(ji)礎(chu)上(shang),多(duo)種(zhong)功(gong)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)集(ji)成(cheng)以(yi)致(zhi)於(yu)融(rong)合(he),這(zhe)是(shi)必(bi)然(ran)的(de)趨(qu)勢(shi),多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)融(rong)合(he)技(ji)術(shu)也(ye)促(cu)進(jin)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)。多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)融(rong)合(he)的(de)定(ding)義(yi)概(gai)括(kuo):把(ba)分(fen)布(bu)在(zai)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)的(de)多(duo)個(ge)同(tong)類(lei)或(huo)不(bu)同(tong)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)局(ju)部(bu)數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)加(jia)以(yi)綜(zong)合(he),采(cai)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi),消(xiao)除(chu)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)息(xi)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)冗(rong)餘(yu)和(he)矛(mao)盾(dun),加(jia)以(yi)互(hu)補(bu),降(jiang)低(di)其(qi)不(bu)確(que)實(shi)性(xing),獲(huo)得(de)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)解(jie)釋(shi)與(yu)描(miao)述(shu),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)決(jue)策(ce)、規劃、反應的快速性和正確性,使係統獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現,包括數據層(像素層)融合、特征層融合、決策層(證據層)融合。由於它比單一傳感器信息有如下優點,即容錯性、互補性、實時性、經濟性,所以逐步得到推廣應用。應用領域除軍事外,已適用於自動化技術、機器人、海洋監視、地震觀測、建築、空中交通管製、醫學診斷、遙感技術等方麵。
- 向國內外兩個市場相結合的國際化方向發展
- 傳統型向新型傳感器轉型的發展階段
- 多傳感器數據融合技術正在形成熱點
我國傳感器產業要適應技術潮流,向國內外兩個市場相結合的國際化方向發展,讓傳感器和檢測儀表抓住信息化的發展機遇。
近年來,傳感器正處於傳統型向新型傳感器轉型的發展階段。新型傳感器的特點是微型化、數字化、智能化、多功能化、係統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造,而且可導致建立新型工業,是21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械係統(MEMS)技術基礎上的,目前已成功應用在矽器件上形成矽壓力傳感器(如上述EJX變送器)。
微電子機械加工技術,包括體微機械加工技術、表麵微機械加工技術、LIGA技術(X光深層光刻、微電鑄和微複製技術)、激光微加工技術和微型封裝技術等。MEMS的發展,把傳感器的微型化、智能化、多duo功gong能neng化hua和he可ke靠kao性xing水shui平ping提ti高gao到dao了le新xin的de高gao度du。傳chuan感gan器qi的de檢jian測ce儀yi表biao,在zai微wei電dian子zi技ji術shu基ji礎chu上shang,內nei置zhi微wei處chu理li器qi,或huo把ba微wei傳chuan感gan器qi和he微wei處chu理li器qi及ji相xiang關guan集ji成cheng電dian路lu(運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數字化、智能化、網絡化、係統化。(注:MEMS技術還完成了微電動機或執行器等產品,將另作文介紹)網絡化方麵,目前主要是指采用多種現場總線和以太網(互聯網),這要按各行業的特點,選擇其中的一種或多種,近年內最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
除MEMS外,新型傳感器的發展還有賴於新型敏感材料、敏感元件和納米技術,如新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平麵陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網絡化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
多傳感器數據融合技術正在形成熱點,它形成於20世紀80年(nian)代(dai),它(ta)不(bu)同(tong)於(yu)一(yi)般(ban)信(xin)號(hao)處(chu)理(li),也(ye)不(bu)同(tong)於(yu)單(dan)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)監(jian)測(ce)和(he)測(ce)量(liang),而(er)是(shi)對(dui)基(ji)於(yu)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)基(ji)礎(chu)上(shang)的(de)更(geng)高(gao)層(ceng)次(ci)的(de)綜(zong)合(he)決(jue)策(ce)過(guo)程(cheng)。有(you)鑒(jian)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)微(wei)型(xing)化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)程(cheng)度(du)提(ti)高(gao),在(zai)信(xin)息(xi)獲(huo)取(qu)基(ji)礎(chu)上(shang),多(duo)種(zhong)功(gong)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)集(ji)成(cheng)以(yi)致(zhi)於(yu)融(rong)合(he),這(zhe)是(shi)必(bi)然(ran)的(de)趨(qu)勢(shi),多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)融(rong)合(he)技(ji)術(shu)也(ye)促(cu)進(jin)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)。多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)融(rong)合(he)的(de)定(ding)義(yi)概(gai)括(kuo):把(ba)分(fen)布(bu)在(zai)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)的(de)多(duo)個(ge)同(tong)類(lei)或(huo)不(bu)同(tong)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)局(ju)部(bu)數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)加(jia)以(yi)綜(zong)合(he),采(cai)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi),消(xiao)除(chu)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)息(xi)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)冗(rong)餘(yu)和(he)矛(mao)盾(dun),加(jia)以(yi)互(hu)補(bu),降(jiang)低(di)其(qi)不(bu)確(que)實(shi)性(xing),獲(huo)得(de)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)解(jie)釋(shi)與(yu)描(miao)述(shu),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)決(jue)策(ce)、規劃、反應的快速性和正確性,使係統獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現,包括數據層(像素層)融合、特征層融合、決策層(證據層)融合。由於它比單一傳感器信息有如下優點,即容錯性、互補性、實時性、經濟性,所以逐步得到推廣應用。應用領域除軍事外,已適用於自動化技術、機器人、海洋監視、地震觀測、建築、空中交通管製、醫學診斷、遙感技術等方麵。
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