传感器新材料、新技术的发展,将会在几个方面有所突破:首先,敏感元件与传感器发展的总趋势是小型化、多功能化、智能化、集成化以及系统化。传感技术涉及多学科的交叉,它的设计需要多学科综合理论分析。因此,常规的方法已难以满足,CAD技术将得到广泛应用。随着新型敏感材料的加速开发,微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科、各种新技术的相互渗透和综合利用,已使一批先进、新颖的传感器先后问世。比如:智能传感器、模糊传感器、光纤传感器、基因传感器、生物传感器以及**导传感器等。这标志着传感器产业将进一步向着生产规模化、专业化和自动化方向发展。
传感器材料是传感器技术的重要基础,材料科学的进步,可导致人们制造出各种新型的传感器。例如:温度传感器利用高分子聚合物薄膜材料制成。它能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。其介电常数小,因此,微振加速度传感器,水分子能提高聚合物的介电常数。利用此原理制成的温度传感器测湿测温范围宽,响应速度快。陶瓷材料可用来制成压力传感器。这是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术,厚膜电子技术,因此性能稳定.飘移量小.抗过载能力强,这些特点都是传统传感器无法比拟的。压力、流量、温度、物位等传感器可用光导纤维制成。这是传感材料的一个重大突破。当温度、压力、电场、磁场等环境条件变化时,引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化,通过测量光波员的变化,就可以知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、磁场等物理量的大小,这就是光导纤维传感器的基本原理。它的特点是:结构简单、体积小、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲,便于实现遥测等。硅传感器的研究、生产和应用将成为主流,半导体工业将更加有力地带动传感器的工艺制造技术,而微处理器和计算机也将进一步带动新一代智能传感器和网络传感器的发展。美国还研制出了线性度在0.1到0.65范围内的硅微压力传感器,以硅为材料,传感器,具有*特的三维结构,轻细微机械加工,标准加速度传感器,多次蚀刻制成惠斯登电桥于硅膜片上,当硅片上方受力时,其产生变形,电阻产生压阻效应使电桥失去平衡,输出与压力成比例的电信号。它的大特点是敏感元件体积为微米量级,是传统传感器的几十、甚至几百分之一。在生物医学、工业控制、航空航天领域等方面都得到了广泛的应用。因此,硅微传感器是当今传感器发展的*技术。
除MEMS外,新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术,如新一代光纤传感器、**导传感器、焦平面陈列红外测器、生物传感器、纳米传感器、新型**传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。
多传感器数据融合技术正在形成热点,它形成于20世纪80年代,它不同于一般信号处理,也不同于单个或多个传感器的监测和测量,而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高,在信息获取基础上,多种功能进一步集成以致于融合,这是必然的趋势,多传感器数据融合技术也促进了传感器技术的发展。
多传感器数据融合的定义概括:把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,电荷型传感器,获得被测对象的一致性解释与描述,从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性,使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现,包括数据层(像素层)融合、特征层融合、决策层(证据层)融合。由于它比单一传感器信息有如下优点,即容错性、互补性、实时性、经济性,所以逐步得到推广应用。应用领域除军事外,已适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。
我国传感器产业要适应技术潮流,向国内外两个市场相结合的国际化方向发展,让传感器和检测仪表抓住信息化的发展机遇。