传感器向着集成化、微型化和智能化的方向发展
仪器网 · 2012-07-14 23:42 · 39040 次点击
敏感元件是侧量信号拾取和测量的工具,是侧量系统的基本部件,测址技术的发展在相当大的程度上依赖于敏感元件的发展。
材料科学的进步,给敏感元件的发展开拓了广阔的前景。新型半导体材料的发展,造就了一大批对光、电、磁、热等敏感的元器件。功能陶瓷材料可以在精密调制化学成分的篆础上.经商梢度成形烧结而制成对多种参数进行测量的敏感元件,其不仅具有半导体材料的某些特点,而且极大地提高了工作温度上限和耐腐蚀性,拓宽了应用面。
光导纤维技术的发展不仅使测员信号的传输产生了新的变革.而且光纤传感器可以直接用于某些物理参数的探测.如温度、压力、流缺、流速、振动等。光纤传感器对于提高敏感元件的灵敏度、实现敏感元件小型化有肴特殊的意义。
敏感元件的性能既取决于元件材料的特性,也与加工技术有关。细微加工技术可使被加工的半异体材料尺寸达到光的波长量级.并可以大址生产,从而可制造出超小型、高稳定性、价格便宜的敏感元件。细微加工技术的发展对于敏感元件的高可靠性、稳定性及小型化具有屯要意义。
微电子技术的发展使得有可能将测量信号的拾取、变换和处理合为一体,构成智能化的传感器.使传感器具有测鱿、变换、校正、判断和处理的综合能力。例如,美国DALLAS公司推出的数字温度传感器DS18D20,可测温度范围为一55一I50CC,准确度为0.5CC.封装和形状与件通小功率三极竹十分相似。智能传感器具有高准确度、高可靠性、多功能、高灵敏度、大测址范围、小型化等特点.是现代测址技术发展的必然趋势。
随若科学技术的发展,对侧址仪表和测址系统的性能要求,尤其是准确度、测量范围、可称性指标的要求愈来愈高。以温度为例,为满足某些科研实验的需求.不仅要求研制测温下限接近绝对零度(一273.15。c).且测温址程尽可能达到15K(约一2580C)的高准确度超低溢侧最仪表。同时,某些场合需连续侧量液态金属的温度或长时间连续测址2500一3000℃的高溢介质溢度。目前虽然已能研制和生产最高测温上限超过2800℃的热电偶,但侧温范围一旦超过25000C,其准确度将下降.而且极易氧化从而严重影响其使用寿命与可靠性。因此,各国科技工作者正致力于此项研究。
目前.除了超高溢度、超低沮度测量仍有待突破外.诸如混相流m测量、脉动流量测最、微差压(几一l一帕)测缺、超高压测缺等都是需要尽早攻克的测从难题。现代科技领域中.出现了许多新的测量技术,如激光、红外、超声波等,它们多是利用各种不同波长电磁波的特性来实现参数测fa。这些新的测量技术正在获得越来越多的应用,特别是对于一些特殊测缺,如参数场的测址、超低温测量、高溢、高压、高速度的测觉以及恶劣环境条件下参数测量有着重要的作用,使某些困难的测量问题有望得到较好的解决。
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