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- 新材料傳感器電子技術(shù)發(fā)展趨勢解讀
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/12/3
隨著傳感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的快速發(fā)展，采用新材料、新機理、新技術(shù)的傳感器實現(xiàn)了高靈敏度、高適應(yīng)性、高可靠性，并向嵌入式、微型化、模塊化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1、傳感器新材料的研發(fā)
材料研發(fā)是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，新型材料是傳感器技術(shù)升級的重要支撐。敏感材料可用以提高精確度和響應(yīng)速度，已成為傳感器材料研發(fā)領(lǐng)域的一個熱點。在敏感材料中，陶瓷材料、有機材料發(fā)展很快，在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，得到對某一種或某幾種氣體具有識別功能的敏感材料，用于制成新型氣體傳感器。高分子有機敏感材料也是具有應(yīng)用潛力的新型敏感材料，可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。氣體傳感器用于控制機動車輛尾氣的排放，在凈化環(huán)境方面有比較廣闊的應(yīng)用前景。納米技術(shù)不僅為傳感器提供了良好的敏感材料，而且為傳感器制作提供了許多新穎的構(gòu)思和方法。采用納米材料制作的傳感器，具有龐大的界面，能提供大量的氣體通道，導(dǎo)通電阻很小，有利于傳感器向微型化發(fā)展。
2、基于MEMS的傳感器微型化
微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展是傳感器微型化的基礎(chǔ)，利用微電子機械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在同一芯片上，具有體積小、價格便宜、可靠性高等特點，并且可以明顯提高系統(tǒng)測試精度。采用MEMS技術(shù)可以制作檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。除傳統(tǒng)產(chǎn)品外，不斷涌現(xiàn)的新產(chǎn)品如地磁傳感器的規(guī)模化應(yīng)用也成為整體MEMS傳感器市場的一大亮點。另外，在產(chǎn)品形態(tài)上，一些MEMS傳感器產(chǎn)品已經(jīng)從原來單獨的芯片向模塊和系統(tǒng)解決方案升級，以加快產(chǎn)品上市進程和應(yīng)用推廣。
3、智能傳感器的普及
智能傳感器是集成有傳感器、帶有微處理器、具有信息監(jiān)測與處理功能的器件或裝置。從上述定義可以看出，智能傳感器是微電子技術(shù)、微型電子計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有測量、存貯、通信、控制等功能，其特點是高精度、高可靠性、高信噪比、高自適應(yīng)性、高性價比。智能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。智能傳感器已普遍應(yīng)用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中。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(luò)、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)，已經(jīng)在家用電器方面得到利用。未來智能傳感器將集成更多功能，具有更廣闊的應(yīng)用。
4、無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展
過去幾年，全球無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用取得了很大的進展。在家庭自動化、工業(yè)自動化、樓宇控制、智能計量和電源管理市場等市場尤為顯著。無線傳感器作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點部分，已成為近幾年人們關(guān)注的焦點，這一領(lǐng)域被稱為微塵技術(shù)。目前微塵技術(shù)的研究工作是在英特爾與加利福尼亞州大學(xué)伯克利分校聯(lián)合主導(dǎo)下進行的，它們成功創(chuàng)建了全功能傳感器，可以執(zhí)行計算、檢測與通信等功能。同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作進展迅速，大大減少了智能傳感器和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。例如，國際電機及電子學(xué)工程師聯(lián)合會（IEEE）的1451工作組（IEEE1451）建立了一個智能傳感器即插即用（plug-and-play）的標(biāo)準(zhǔn)，使所有符合標(biāo)準(zhǔn)的傳感器能和其他儀器和系統(tǒng)一起工作。
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