傳感器趨向智能化與微型化發(fā)展
摘要： 數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球接入物聯(lián)網(wǎng)的終端將達(dá)到500億個(gè)。毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)將成為全球信息通信行業(yè)的又一個(gè)萬億級(jí)新興產(chǎn)業(yè)。中國在智能電網(wǎng)、智能交通、智能安防等領(lǐng)域，相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)性建設(shè)與試點(diǎn)規(guī)劃工作已經(jīng)展開。
物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物物相連，每一個(gè)需要識(shí)別和管理的物體上，都需要安裝與之對(duì)應(yīng)的傳感器。因此，傳感器的升級(jí)換代成為物聯(lián)網(wǎng)能否快速發(fā)展的關(guān)鍵。
物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物物相連，每一個(gè)需要識(shí)別和管理的物體上，都需要安裝與之對(duì)應(yīng)的傳感器。因此，傳感器的升級(jí)換代成為物聯(lián)網(wǎng)能否快速發(fā)展的關(guān)鍵。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，不僅僅要求傳感器具備基礎(chǔ)的信息收集處理功能，高度智能化也成為衡量其性能高低的基本依據(jù)。
所謂智能傳感器，就是指傳感器在基本的功能之外，具有自動(dòng)調(diào)零、自校準(zhǔn)、自標(biāo)定功能，同時(shí)具備邏輯判斷和信息處理能力，能對(duì)被測(cè)量信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理或信號(hào)處理。
與國外相比，我國智能傳感器的研究主要集中在以下幾方面：
一是采用先進(jìn)的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，研究開發(fā)出將傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器，這是當(dāng)前智能傳感器的主要發(fā)展方向之一;
二是整合國內(nèi)外芯片技術(shù)，結(jié)合敏感電子元件，研發(fā)出混合型集成智能傳感器，這種傳感器精度更高、成本更低、穩(wěn)定性更好。我國在集成智能傳感器領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大突破，國產(chǎn)傳感器逐步打開了智能傳感器的市場(chǎng)份額。
三是針對(duì)傳感器的材料，利用生物工藝和納米技術(shù)，開發(fā)分子和原子生物傳感器，這將為以后智能傳感器的發(fā)展奠定基礎(chǔ);
智能傳感器發(fā)展主要分為三個(gè)階段，即數(shù)字化階段、智能化補(bǔ)償和校準(zhǔn)階段、智能化應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)階段。達(dá)到第三階段的傳感器，擁有信號(hào)的檢測(cè)和處理、邏輯判斷、雙向通信、閉環(huán)控制、自檢和自診斷、智能校正和補(bǔ)償、功能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信等多種功能。但目前國內(nèi)僅有少部分制造商達(dá)到這一階段，未能大規(guī)模普及。
傳感器的另一個(gè)發(fā)展方向是微型化。在汽車電子化、智能化工程中，傳統(tǒng)傳感器的體積和重量大、成本高，應(yīng)用受到限制，在此情況下，微型傳感器應(yīng)運(yùn)而生。
微型傳感器不僅僅指傳感器的體積小、質(zhì)量輕。就單一的傳感器而言，微傳感器是指尺寸微小的傳感器，如敏感元件的尺寸從微米級(jí)到毫米級(jí)、甚至達(dá)到納米級(jí)，主要采用精密加工、微電子以及微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器尺寸的縮小;就集成的傳感器而言，微傳感器是指將微小的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一塊芯片上而形成的集成傳感器;就傳感器系統(tǒng)而言，微傳感器是指傳感系統(tǒng)中不但包括微傳感器，還包括微執(zhí)行器，可以獨(dú)立工作，甚至由多個(gè)微傳感器組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，或者可實(shí)現(xiàn)異地聯(lián)網(wǎng)。
就市場(chǎng)占有率來講，微型傳感器是目前最為成功并最具實(shí)用性的微型機(jī)電器件，目前，微型傳感器已在汽車應(yīng)用和提高員工效率等方面積累了良好的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。其次，由于微型傳感器具有體積小、功能新、便于大批量生產(chǎn)、單件成本低等優(yōu)勢(shì)，其未來市場(chǎng)前景也非常光明。
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