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智能传感器的发展趋势
点击次数:894 发布时间:【2013-04-24

      智能传感器(inligentsensor)是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。与一般传感器相比,智能传感器具有以下三个优点:通过软件技术可实现高精度的信息采集,而且成本低;具有一定的编程自动化能力;功能多样化。

  智能传感器的制造基础是微机械加工技术,将硅进行机械、化学、焊接加工,再采用不同的封装技术来封装,近几年又发展了一种LIGA工艺(深层X射线光刻电镀成敏膜)用于制造传感器。

  智能传感器一般具有实时性很强的功能,尤其动态测量时常要求在几微秒内完成数据采集、计算、处理和输出。智能传感器的一系列功能都是在程序支持下进行。如功能多少、基本性能、方便使用、工作可靠,大都在一定程度上依赖于软件设计和其质量,这些软件主要有五大类。包括标度换算、数字调零、非线性补偿、温度补偿、数字滤波技术。

  我国智能传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于八十年代中期,八十年代末中国国防科技大学、北京航空航天大学、浙江大学等大专院校相继报道了研究成果。九十年代初,国内几家研究机构采用混合集成技术成功的研制出实用的智能传感器,标志着我国智能传感器的研究进入了行列,但是与国外的先进技术相比,我们还有较大差距。

  据Honeywell工业测量与控制部产品TomGriffiths的定义:“一个良好的‘智能传感器’是由微处理器驱动的传感器与仪表套装,并且具有通信与板载诊断等功能,为监控系统和/或操作员提供相关信息,以提高工作效率及减少维护成本。”智能传感器集成了传感器、智能仪表全部功能及部分控制功能,具有很高的线性度和低的温度漂移,降低了系统的复杂性、简化了系统结构。

  智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。

  但与国外相比,我国传感器和仪表元器件的产品品种和质量水平,尚不能满足国内市场的需求,总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水平。

  存在的主要问题有:

  (1)科技创新差,核心制造技术严重滞后于国外,拥有自主知识产权的产品少,品种不全,产品技术水平与国外相差15年左右。

  (2)投资强度偏低,科研设备和生产工艺装备落后,成果水平低,产品质量差。

  (3)科技与生产脱节,影响科研成果的转化,综合实力较低,产业发展后劲不足。

  战略目标

  到2020年,传感器及仪表元件领域应争取实现三大战略目标:

  (1)以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域,以传感器、弹性元件、光学元件、电路为重点对象,发展具有自主知识产权的原创性技术和产品;

  (2)以MEMS工艺为基础,以集成化、智能化和网络化技术为依托,加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发,使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平;

  (3)以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标,加速产业化,使国产传感器和仪表元器件的品种占有率达到70%~80%,产品达60%以上。

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