智能化傳感器一般主要由主傳感器,、輔助傳感器及微機硬件系統(tǒng)三大部分構(gòu)成,。也就是說,智能化傳感器是一種帶有微處理器的傳感器,它兼有檢測判斷和信息處理功能。例如美國霍尼爾公司的ST - 3000 型傳感器,是一種能夠進行檢測和信號處理的智能傳感器,具有微處理器和存貯器功能,可測量差壓,、靜壓及溫度等,。又如一典型智能化壓力傳感器,其中主傳感器為壓力傳感器,它的作用是用來測量被測壓力參數(shù)的。
集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的,,因此亦稱硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成傳感器是在20世紀80年代問世的,,它是將傳感器集成在一個芯片上,、可完成測量及模擬信號輸出功能的IC。模擬集成傳感器的主要特點是功能單一(僅測量某一物理量),、測量誤差小,、價格低、響應速度快,、傳輸距離遠,、體積小,、微功耗等,適合遠距離測量,、控制,,不需要進行非線性校準,外圍電路簡單,。
20 多年來,智能化傳感器有了很大的發(fā)展,。近年來,智能化傳感器開始同人工智能相結(jié)合,創(chuàng)造出各種基于模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡,、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)的高度智能傳感器,稱為軟傳感器技術(shù),。它已經(jīng)在家用電器方面得到利用,相信未來將會更加成熟。智能化傳感器是傳感器技術(shù)未來發(fā)展的主要方向,。在今后的發(fā)展中,智能化傳感器無疑將會進一步擴展到化學,、電磁、光學和核物理等研究領(lǐng)域,。
我國的傳感器行業(yè)經(jīng)過近十年的引進,、消化、吸收,,現(xiàn)已形成一定規(guī)模的傳感器生產(chǎn)能力,。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計全國敏感元件與傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)能力已超過4億只,總產(chǎn)量約1.5億只,,總產(chǎn)值約4億元,,總銷售額3億元左右。但是,,與發(fā)達國家相比還有很大差距,,主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模,、市場開發(fā),、銷售等方面。我國敏感元件與傳感器的科研開發(fā)水平約落后發(fā)達國家5~10年;生產(chǎn)技術(shù)約落后10~15年,。進入21世紀,,世界傳感器市場將迅速發(fā)展。由1993年的130億美元,,發(fā)展到2000年后,,市場規(guī)模將達343億美元。其中,,以半導體傳感器為主流的各類固態(tài)傳感器增長幅度很大,,年增長率高達20%以上;微傳感器、微執(zhí)行器約占總市場的40%,。據(jù)估計到2010年,,我國敏感元件與傳感器的科研生產(chǎn)綜合實力將得到大幅度增強,,傳感器的總體研究水平將達到21世紀初水平,與國外差距縮短為3~5年,。我們必須抓住機遇大幅度增強我國傳感器研制和生產(chǎn)的綜合實力,,建立智能傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),跟蹤上發(fā)展的前沿技術(shù),,加強預研,,突破關(guān)鍵技術(shù),使產(chǎn)品質(zhì)量,、價格達到或接近同類產(chǎn)品水平,。
目前集成化智能傳感器技術(shù)發(fā)展非常迅速,已經(jīng)有集成化智能壓力傳感器,,集成化智能溫度傳感器等面市,,然而由于我國國有資金和技術(shù)等方面的不足,在此方面的研究上同國外的差距還很大。如果我國把集成智能傳感器的研制和生產(chǎn)作為半導體工藝的主要發(fā)展方向之一,,就可以在現(xiàn)有的集成電路工藝和微機械加工的優(yōu)勢的基礎上另辟蹊徑,,使集成智能傳感器的研制與生產(chǎn)具有一定功能模塊化能力,為傳感器產(chǎn)業(yè)的集成化智能化發(fā)展積累新的技術(shù)經(jīng)驗,,并拓展應用領(lǐng)域的廣泛性,,使其成為未來傳感器發(fā)展的主流,。電子自動化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展與進步促使傳感器技術(shù),、特別是集成智能傳感器技術(shù)日趨活躍起來,近年來隨著半導體技術(shù)的迅猛發(fā)展,,國外一些的公司和高等院校正在大力開展有關(guān)集成智能傳感器的研制,,國內(nèi)一些的高校和研究所也積極跟進,,集成化智能傳感器技術(shù)取得了令人矚目的發(fā)展。
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