中國傳感器技術(shù)七大發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)布時(shí)間：
2021-01-28
中國傳感器技術(shù)七大發(fā)展趨勢(shì)
一、系統(tǒng)化
系統(tǒng)化指不把傳感器或傳感技術(shù)作為一種單獨(dú)器件或技術(shù)考慮，而是按照信息論和系統(tǒng)論要求，應(yīng)用工程研究方法，強(qiáng)調(diào)傳感器和傳感技術(shù)發(fā)展的系統(tǒng)性和協(xié)同性。
將傳感器置于信息識(shí)別和處理技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，將傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)協(xié)同發(fā)展。必須系統(tǒng)地考慮傳感技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)之間的獨(dú)立性、相融性、依存性。而智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器正是這種發(fā)展趨勢(shì)的主要標(biāo)志之一。
二、創(chuàng)新性
創(chuàng)新性主要包括利用新原理、新效應(yīng)、新技術(shù)。
如利用納米技術(shù)，制作納米傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，尺寸減小、精度提高、性能大大改善，為傳感器的制作提供了許多新方法。
利用量子效應(yīng)研制具有敏感某種被測量的量子傳感器，像共振隧道二極管、量子阱激光器、量子干涉部件等，具有高速(比電子敏感器件快1000倍)、低耗(能耗比電子敏感器件低1000倍)、竊效、高集成度、高效益等優(yōu)點(diǎn)。
利用新材料開發(fā)新型傳感器。如利用納米材料，制作的鈀納米112傳感器、金納米聚合物傳感器、碳納米聚合物傳感器、電阻應(yīng)變式納米壓力傳感器。
利用納米材料的巨磁阻效應(yīng)，科學(xué)家們己經(jīng)研制出各種“納米磁敏傳感器”。研發(fā)特種用途、特種環(huán)境、特殊工藝的傳感器。如在高溫、高壓、耐腐蝕、強(qiáng)輻射等環(huán)境F的傳感器。
利用3D打印技術(shù)的傳感器。柔性傳感器，量子傳感器等。
三、微型化
在自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，要求傳感器本身的體積越小越好。
傳感器的微型性是指敏感元件的特征尺寸為“毫米(mm)—微米(um)—納米(nm)”類傳感器。這類傳感器具有尺寸上的微型性和性能上的優(yōu)越性，要素上的集成性和用途上的多樣性，功能上的系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)上的復(fù)合性。
傳感器的微型化決不僅僅是特征尺寸的縮微或減小，而是一種有新機(jī)理、新結(jié)構(gòu)、新作用和新功能的高科技微型系統(tǒng)。其制備工藝涉及MEMS技術(shù)、1C技術(shù)、激光技術(shù)、精密超細(xì)加工技術(shù)等。
四、智能化
傳感器的智能化是指傳感器具有記憶、存儲(chǔ)、思維、判斷、自診等人工智能。其輸出不再是單一的模擬信號(hào)，而是經(jīng)過微處理器后的數(shù)字信號(hào)，甚至具有執(zhí)行控制功能。
技術(shù)發(fā)展表明：數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)將推動(dòng)眾多新型下一代傳感器產(chǎn)品的發(fā)展。隨著5G通信、大數(shù)據(jù)、AR、VR,云計(jì)算等的發(fā)展，以及機(jī)器人自動(dòng)駕駛、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用，世界從原有的電子時(shí)代進(jìn)入智能時(shí)代，傳感器也迎來一個(gè)新的智能化時(shí)代。
智能傳感器廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、新型高端汽車、工業(yè)檢測與控制、智能醫(yī)用、智能農(nóng)業(yè)、智能交通等領(lǐng)域。
美國圣何塞的Accenture實(shí)驗(yàn)室，研宄出一種叫“智能塵?！钡膫鞲衅鳌Ｔ?nbsp; 傳感器極其微小，能測溫度、濕度、光等參數(shù)，該傳感器中嵌入了微處理器、軟件代碼、無線通信系統(tǒng)，可以噴灑到樹上或其他物體上，當(dāng)檢測到異常時(shí)，能發(fā)出信號(hào)，對(duì)所在地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測。
五、無源化
傳感器多為非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時(shí)離不開電源，在野外現(xiàn)場或遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地方，往往用電池或太陽能供電，研制微功耗的無源傳感器是必然的發(fā)展方向，既節(jié)省能源，又能提高系統(tǒng)壽命。
六、網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是指傳感器在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，使現(xiàn)場測控?cái)?shù)據(jù)就近登臨網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)所能及的范圍內(nèi)實(shí)時(shí)發(fā)布和共享信息。要使網(wǎng)絡(luò)化傳感器成為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)化。目前己有“有線網(wǎng)絡(luò)化傳感器”和“無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器”。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由布設(shè)在無人值守的監(jiān)控區(qū)內(nèi)，具有通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)組成，根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的“智能”自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種測控網(wǎng)絡(luò)。
七、產(chǎn)業(yè)化
加速形成傳感器從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展模式，揭示傳感器產(chǎn)業(yè)化規(guī)律，成本、價(jià)格之間的辯證關(guān)系，產(chǎn)業(yè)化是中國傳感器真正走出象牙之塔的關(guān)鍵之步。
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