现代传感器发展方向
2017-12-27黄进华
黄进华
铜仁学院大数据学院
现代传感器发展方向
黄进华
铜仁学院大数据学院
传感器作为设备只能主要的信息采集系统,对整个设备系统的正常运行都起着决定性的作用。本文主要从传感器的工作原理、概念进行入手并且列举了多种的传感器来进行研究,以探讨未来传感器的发展方向以及应用方向。
传感器 发展方向
传感器是集合了多种的科学学科产生的一种将采集的数据进行电信号的转换器件。是一种将非电信号进行一个电能转换的设备。而传感器的分类同时也是复杂的,由于其适用于各种方面,因此,在功能上、尺寸上都会进行不同分类。现代传感器能在机械量上对大小尺寸、面积、速度、加速度等进行测量,在热量上能对温度、密度、压力、质量等进行测量,在光学方面能对波长、相位、频率、功率折射率等进行测量,以及在医学、生物等方面也能进行相应的数据量测量。
作为信息采集以及信息系统的核心部件,传感器存在于各种的测量、检测、定位、导航、控制等中设备中,没有传感器的设备正如盲人一般,传感器就是所以这些设备的眼睛。因此,在各行各业都对传感器的研发投入极大的兴趣和关注。传感器是现代科学和工程的联合产物,同时还需要依靠先进的制造工艺和先进的材料。
本文主要以下几种具有代表性的传感器为例来探讨传感器的发展方向:
1 集成传感器
集成传感器是一种集成电路工艺设备,将各种的元件和处理器集成在一个芯片之上。
这种集成电路传感器由于其在质量和体积上都较小,精度高等原因,可以进行长期的工作,并且其功耗较低,实验寿命也都较长,而成本又相对的较低,多用于各种的资源开采设备和地质测量、航空测量等领域。
2 模糊传感器
模糊传感器是基于模糊理论来进行开发的,模糊传感器将被测量的值进行一个范围的划分,利用该区间的值和测量值进行对比和判断,根据测量的模糊区间值来进行测量表示,没有特定数值,将计算结果模糊化,当然,测量的模糊值和模糊区间值越接近,其精度也就越高。
模糊传感器多被用于各种的模糊控制中,如结果存在多样性需要判断的工作中,现代的模糊控制器以及具有较高的可靠性,并且成本较低。
3 智能传感器
目前对于智能这一概念还没有一个科学的定义,一般认为能够模仿人类感官和意识的定义为智能的,而现代智能传感器通常的都具有在视觉、听觉等方面都能进行感知,并且具有一定的学习和推断能力。通常是通过以下的功能达到的:
进行自动的计算和补偿,当被测量的信号因为多种的因素发生了失真时,智能传感器能更具计算进行自动预警和进行自动补偿信号,来帮助被测量信号进行恢复,除了这种自动补偿功能外,它还能进行自行的计算和处理,对于一些无法进行实时测量的被测物时,它能更具数据表中的存贮数据进行自动计算和处理,来计算被测物的数据,同时只能传感器还具有定的学习能力,能根据迭代算法进行新的公式的学习和利用,如当被测物因受外界的因素受到干扰时,智能传感器能自动的对其进行功能的补全,如自动加温、自动触发、自动选择等。
智能传感器在航空、航天、国防、机器人等领域被广泛的应用。智能传感器正在和现代信息技术和网络技术进行相结合,使得智能传感器的功能更加的多样性,并且增加了其可靠性,但是智能传感器的成本同时也是较高的,相比于普通的传感器来说,智能传感器可以说是集合多种的传感器功能于一身。
4 网络传感器
网络传感器是依靠网络接口实现处理和运行的传感器。网络传感器可以通过接入网络,通过网络来对访问其他的设备或者计算机,实现数据的采集和共享等,也可以通过网络之后接入其他的传感器设备来对其进行远程的测量和控制。
网络传感器多被用于远程的监控和指挥之中,如在森林消防监控、交通监控以及像国防中军队的指挥平台等,利用网络传感器得到的反馈和数据可进行实时的监控和控制。
5 结语
传感器的发展受到各科学学科发展的限制,而随着现代科学技术的高速发展,正在不断的出现拥有新科学、新功能、新材料技术的传感器设备,本文主要介绍的4种传感器只是当前比较具有代表性的几种,现在的传感器以及发展的功能和分类繁多,传感器正在被不断的细分到我们日常生活和工作中的方方面面。
传感器技术本来就不是单一的一门技术产物,是需要个领域科学和工程进行结合产生的,因此对于未来传感器的发展方向应是,各科学领域进行更加紧密的合作和创新,把各种的传感器都朝着智能化的方向发展。
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