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分析儀不離傳感器 微電子智能化為主
析儀器是我國(guó)科技,、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，無(wú)論在工業(yè)過(guò)程控制,、設(shè)施農(nóng)業(yè),、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境控制,、食品安全乃至航空航天,、*等領(lǐng)域，均迫切需要各類(lèi)新型傳感器作為信息攝取源的小型化,、化,、簡(jiǎn)用化、家庭化的新一代分析儀器,，實(shí)現(xiàn)更靈敏,、更準(zhǔn)確、更快速,、更可靠地實(shí)時(shí)檢測(cè),，以迅速改變我國(guó)分析儀器的落后狀況。
傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù),，傳感器產(chǎn)業(yè)也是國(guó)內(nèi)外*的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好,、滲透能力強(qiáng),、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。
幾十年來(lái),，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ),，促進(jìn)了傳感器技術(shù)的發(fā)展。多學(xué)科,、多種*的交叉融合,，推動(dòng)了新一代傳感器的誕生與發(fā)展。例如：我國(guó)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的MEMS,、MOMES,、智能傳感器、生物化學(xué)傳感器等以及今后將大力開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器,、納米傳感器均是多學(xué)科,、多種學(xué)科技術(shù)交叉融合的新一代傳感器。
微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,，目前已成功應(yīng)用在硅器件上形成硅壓力傳感器(如上述EJX變送器),。微電子機(jī)械加工技術(shù)，包括體微機(jī)械加工技術(shù),、表面微機(jī)械加工技術(shù),、LIGA技術(shù)(X光深層光刻、微電鑄和微復(fù)制技術(shù)),、激光微加工技術(shù)和微型封裝技術(shù)等,。
MEMS的發(fā)展，把傳感器的微型化,、智能化,、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。傳感器的檢測(cè)儀表,，在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上,，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關(guān)集成電路(運(yùn)算放大器,、A/D或D/A,、存貯器、網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路)等封裝在一起完成了數(shù)字化,、智能化,、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化,。(注：MEMS技術(shù)還完成了微電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行器等產(chǎn)品,，將另作文介紹)網(wǎng)絡(luò)化方面，目前主要是指采用多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和以太網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng)),，這要按各行業(yè)的特點(diǎn),，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)zui流行的有FF,、Profibus,、CAN、Lonworks,、AS-Interbus,、TCP/IP等。
除MEMS外,，新型傳感器的發(fā)展還有賴(lài)于新型敏感材料,、敏感元件和納米技術(shù)，如新一代光纖傳感器,、超導(dǎo)傳感器,、焦平面陳列紅外探測(cè)器、生物傳感器,、納米傳感器,、新型量子傳感器,、微型陀螺、網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)融合技術(shù)正在形成熱點(diǎn),，不同于一般信號(hào)處理，也不同于單個(gè)或多個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)和測(cè)量,，而是對(duì)基于多個(gè)傳感器測(cè)量結(jié)果基礎(chǔ)上的更高層次的綜合決策過(guò)程,。有鑒于傳感器技術(shù)的微型化、智能化程度提高,，在信息獲取基礎(chǔ)上,，多種功能進(jìn)一步集成以致于融合，這是必然的趨勢(shì),，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促進(jìn)了傳感器技術(shù)的發(fā)展,。
多傳感器數(shù)據(jù)融合的定義概括：把分布在不同位置的多個(gè)同類(lèi)或不同類(lèi)傳感器所提供的局部數(shù)據(jù)資源加以綜合，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析,，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾,，加以互補(bǔ)，降低其不確實(shí)性,，獲得被測(cè)對(duì)象的一致性解釋與描述,，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃,、反應(yīng)的快速性和正確性,，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現(xiàn),，包括數(shù)據(jù)層(像素層)融合,、特征層融合、決策層(證據(jù)層)融合,。由于它比單一傳感器信息有如下優(yōu)點(diǎn),，即容錯(cuò)性、互補(bǔ)性,、實(shí)時(shí)性,、經(jīng)濟(jì)性，所以逐步得到推廣應(yīng)用,。應(yīng)用領(lǐng)域除軍事外,，已適用于自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人、海洋監(jiān)視,、地震觀測(cè),、建筑、空中交通管制,、醫(yī)學(xué)診斷,、遙感技術(shù)等方面。
近年來(lái),，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段,。新型傳感器的特點(diǎn)是微型化,、數(shù)字化,、智能化、多功能化,、系統(tǒng)化,、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造,，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè),，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。