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    中国传感器的发展前景

    2013-06-13 09:32:48
    中国传感器的发展前景
     
    近年来,传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展。这不仅促进了传统产业的改造,而且可导致建立新型工业,是21世纪新的经济增长点。
    向微型化发展: 各种控制仪器设备的功能越来越大,要求各个部件体积能占位置越小越好,因而传感器本身体积也是越小越好,这就要求发展新的材料及加工技术,目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的,体积较大、稳定性差、寿命也短,而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好
    向高精度发展: 随着自动化生产程度的不断提高,对传感器的要求也在不断提高,必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。目前能生产万分之一以上的传感器的厂家为数很少,其产量也远远不能满足要求。
    向高可靠性、宽温度范围发展: 传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能,研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。提高温度范围历来是大课题,大部分传感器其工作范围都在-2070,在*.*/*系统中要求工作温度在-4085范围,而汽车锅炉等场合要求传感器的温度要求更高,因此发展新兴材料(如陶瓷)的传感器将很有前途。 
    向微功耗及无源化发展: 传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,在野外现场或远离电网的地方,往往是用电池供电或用太阳能等供电,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向,这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前,低功耗损的芯片发展很快,如T12702运算放大器,静态功耗只有1.5µA,而工作电压只需25V。 
    向智能化数字化发展: 随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如010mV),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有的甚至带有控制功能,这就是所说的数字传感器。智能传感器  具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。一般智能机器人的感觉系统由多个传感器集合而成,采集的信息需要计算机进行处理,而使用智能传感器就可将信息分散处理,从而降低成本。 智能传感器必须具备通信功能,最起码,除了满足最基本应用的反馈信号,智能传感器必须能传输其它信息。智能传感器拥有很多优势。随着嵌入式计算功能的成本继续减少,智能器件将被更多地应用。独立的内部诊断功能可避免代价高昂的宕机,从而迅速收回投资
    MEMS的发展,把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。除MEMS外,新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术,如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。多传感器数据融合技术也促进了传感器技术的发展。它形成于20世纪80年代,它不同于一般信号处理,也不同于单个或多个传感器的监测和测量,而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高,在信息获取基础上,多种功能进一步集成以致于融合,这是必然的趋势,把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,获得被测对象的一致性解释与描述,从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性,使系统获得更充分的信息。 
    世界传感器市场正在稳步发展中,新的应用领域也在不断的增长。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,各国竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争更加激烈。中国的传感器产业起步较晚,经过多年发展逐步到自主研发和生产制造产业化,整个行业已初具规模,并且进入到了快速发展阶段。半导体传感器市场份额会继续增加,而以MEMS为基础的智能化传感器和具有总线能力的传感器将会成为市场的主流。MEMS传感器将成为全世界增长最快的产品之一,惯性测量器件、微流量器件、光MEMS器件、压力传感器、加速度传感器、微型陀螺和汽车领域应用的MEMS器件等的应用将具有巨大的市场潜力。传感器需求增长最快的汽车市场,其次是过程控制市场。未来数年里,传感器等电子元器件产品在汽车生产成本中所占份额将逐年增加,尤其是用于汽车安全系统中的传感器将呈现明显发展态势,此外,用于车体稳定控制和轮胎监测的传感器也在开发中。
    总之,传感器的发展前景无限,发展方向也很多,潜力巨大。
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