浅谈传感器技术在生产和生活中的研究与应用

云南省临沧高级技工学校 施春梅

一、传感器的研究现状

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。

二、传感器的种类

传感器种类及品种繁多，原理也各式各样。可以用不同的观点对传感器进行分类。

按工作原理，传感器可分类为：物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

按照其用途，传感器可分为：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。

以其输出信号为标准，传感器可分类为：模拟传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。

三、传感器的应用

随着现代科技技术的高速发展，人们生活水平的迅速提高，传感器技术越来越受到普遍的重视，它的应用已渗透到国民经济的各个领域。

1.在工业生产过程的测量与控制方面的应用

在工业生产过程中，必须对温度、压力、流量、液位和气体成分等参数进行检测，从而实现对工作状态的监控。诊断生产设备的各种情况，使生产系统处于最佳状态，从而保证产品质量，提高效益 目前传感器与微机、通讯等的结合渗透，使工业监测自动化，更具有准确、效率高等优点。

2.传感器技术在汽车电控系统中的应用

随着人们生活水平的提高，汽车已逐渐走进千家万户。汽车的安全舒适、低污染、高燃率越来越受到社会重视，而传感器在汽车中相当于感官和触角。只有它才能准确地采集汽车工作状态的信息，提高自动化程度。汽车传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统。普通汽车上大约装有lO~2O只传感器，而高级豪华车有的使用传感器多达300个。因此传感器作为汽车电控系统的关键部件，它将直接影响到汽车技术性能的发挥。

3.传感器技术在现代医学领域的应用社会的飞速发展

医学传感器作为拾取生命体征信息的五官，它的作用日益显著。并得到广泛应用。例如，在图像处理、临床化学检验、生命体征参数的监护监测、呼吸、神经、心血管疾病的诊断与治疗等方面，使用传感器十分普及，现传感器在现代医学仪器设备中已无所不在。

4.传感器技术在环境监测方面的应用

近年来．环境污染问题日益严重。人们迫切希望拥有一种能对污染物进行连续、快速、在线监测的仪器，传感器满足了人们的要求。

5.传感器技术在军事方面的应用

在军事方面的应用传感器技术在军用电子系统的运用促进了武器、作战指挥、控制、监视和通信方面的智能化。传感器在远方战场监视系统、防空系统、雷达系统、导弹系统等方面，都有广泛的应用，是提高军事战斗力的重要因素。

6.传感器技术在家用电器方面的应用

8O年代以来．随着以微电子为中心的技术革命的兴起．家用电器正向自动化、智能化、节能、无环境污染的方向发展。自动化和智能化的中心就是研制由微电脑和各种传感器组成的控制系统。随着人们对家用电器方便、舒适、安全、节能的要求的提高，传感器将越来越得到显著应用。

四、传感器的发展趋向

1.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。

2.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-20℃～70℃，在军用系统中要求工作温度在-40℃～85℃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。

3.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。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。

4.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0～10mV)，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，这就是数字传感器。

五、传感器技术面临的桃战和机遇

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。