浅谈传感器在社会中的现状与未来发展趋势
在信息时代的浪潮中,微型化与智能化已成为技术发展的主旋律。传感器作为实现这一目标的关键设备,其性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏度等)的要求日益严格。为了满足这一需求,传统的大体积弱功能传感器被逐渐淘汰,而各种高性能微型传感器则崭露头角,它们以硅材料为主,体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等特点受到青睐。
计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术是推动传感器微型化的两大驱动力。MEMS研究始于20世纪60年代,涉及多个学科,是一个前景广阔的新兴领域。通过巧妙结合微电子与微机械加工与封装技术,可以制造出体积小巧但功能强大的新型系统。
目前,微型传感器已经广泛应用于航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域,对大量不同物理量和化学量进行测量,如位移、速度/加速度、高温、高压、高频等。此外,智能化传感器也在不断发展,它不仅能够执行信息处理和信息存储,还能够进行逻辑思考和结论判断,这使得它们在分布式实时探测网络探测和多信号探测方面具有巨大影响。
随着智能化技术的不断进步,一些典型产品如霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器已经问世。而基于模糊理论或神经网络技术的一些新型智能传感器正在研究阶段,也显示出了其重要作用。在通信协议上,一些国际标准组织正在努力推出通用数字信号通信标准,但目前HART协议仍然是主要使用标准。
未来,我们可以预见,在关系到全人类国民生的各个领域中,比如化学分析仪、新一代卫星导航系统以及先进武器系统,将会有更多需要复杂物理参数同时监控的情况,因此多功能透明芯片将会变得越来越重要。这类芯片可以集成许多不同的检测元件,使得单一设备能完成原本需要多部独立设备才能完成工作的事务,从而极大地提高了效率并降低了成本。这项技术对于提升社会生产力的发展至关重要,并且对未来的科技创新具有深远意义。