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分析儀不離傳感器微電子智能化為主

作者：科思發(fā)布時(shí)間：2024-01-12 11:02:21來源：admin

分析儀器是我國科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)

，無論在工業(yè)過程控制

、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、國防工程等領(lǐng)域

，均迫切需要各類新型傳感器作為信息攝取源的小型化、專用化

、簡用化

、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

，以迅速改變我國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)也是國內(nèi)外公認(rèn)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)

、市場前景廣等特點(diǎn)為世人矚目

。

幾十年來，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、多種高新技術(shù)的交叉融合

，推動(dòng)了新一代傳感器的誕生與發(fā)展

。例如：我國重點(diǎn)開發(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)場總線和以太網(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)最流行的有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)測和測量

，而是對(duì)基于多個(gè)傳感器測量結(jié)果基礎(chǔ)上的更高層次的綜合決策過程。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

，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)同類或不同類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

、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，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)增長點(diǎn)

。

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