浅谈传感器在人物生活中的应用实例及其发展趋势

  • 综合资讯
  • 2025年04月24日
  • 随着微波通讯、卫星发送等无线通讯技术的广泛应用,以及雷达、导弹诱导、遥感和射电望远镜在科学研究中的重要作用,传感器技术也迎来了快速发展的新纪元。为了适应信息时代日益增长的信息量以及对捕获和处理信息能力要求不断提高,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格。此外,传感器系统的操作友好性也被提上议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式。

浅谈传感器在人物生活中的应用实例及其发展趋势

随着微波通讯、卫星发送等无线通讯技术的广泛应用,以及雷达、导弹诱导、遥感和射电望远镜在科学研究中的重要作用,传感器技术也迎来了快速发展的新纪元。为了适应信息时代日益增长的信息量以及对捕获和处理信息能力要求不断提高,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格。此外,传感器系统的操作友好性也被提上议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式。

传统的大体积弱功能传感器往往很难满足这些需求,所以它们逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代。这些高性能微型传感器主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、高反应速度、高灵敏度以及成本低等优点。

1.1 通过计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化

目前,几乎所有的传感者都在从传统结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使得设计者们能够在较短时间内设计出低成本、高性能的新型系统。这一巨大的转变推动了以更快速度向着能够满足科技发展需求的小型化方向发展。

对MEMS研究始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺电子技术以及多种学科,是一个极具前景的新兴领域。MEMS核心是研究微电子与微机械加工与封装技巧结合,以期制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展尤其最近十多年的研发,MEMS已经显示出了巨大的生命力,此项技巧有效采用将信息系统的小型化智能化多功能化并提高可靠性水平到一个新的高度。在当前科技水平下,可以生产出具有不同层次3D微型结构,从而可以产生非常小尺寸但功能强劲的小米级别跟踪设备,这些设备如毒气探测剂离子探测剂光电探测仪这样的以硅为主构造材料的一类追踪/探测装置都装备有极好的检测部件[1][2]。目前,这些类似元件已作为小米级别追踪者的主要检测部件被广泛应用于不同的研究领域中。

1.2 微型追踪设备现状

根据当前科技发展现状看,micro-level tracking devices已经对大量不同应用领域,如航空航天远距离探测医疗及工业自动化等领域信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的小米级别tracking devices能用于测量各种物理化学生物物理量,如位移速度加速度压力应力应变声光电磁热pH值离子浓度及生物分子浓度等

2 智能追踪设备

智能追踪设备是20世纪80年代末出现的一种涉及多学科新生代此类追求非线性的数据分析,并且提供给用户最终结果,而不仅仅只是原始数据或简单统计数值的心理需要,它们对于那些需要即时访问复杂数据的人来说至关重要。在分布式实时监控网络监控和复杂信号监控方面特别受欢迎产生了巨大影响。此类智能追踪设备特点如下:

能够执行信息处理存储逻辑思考结论判断。

主要组成部分包括主跟踪机构辅助跟踪机构及硬件设施。

它们不仅可以进行弱输出信号放大处理存储,还能完成与计算机之间通信联络。

与普通跟进机构相比拥有更高精度更便宜价格更好质量。

具有自诊断自校准能力,当工作环境临近极限条件时发出警告信号并根据输入信号给予相关诊断当智能跟进机构由于内部故障不能正常工作时借助内部检测链路找出异常现象或故障部件。

能够完成混合参数同时进行定位从而拓宽探索区域范围之用,同时其灵活配置使之既适合同类型但最佳效率又适合各异环境使用。

能够方便地实时处理大量数据并将之存储以备后续查询这包括历史记录及其有关分析结果索引等

具有一般数字接口直接与所属电脑通信交换消息此外管理程序简便方便如锁定方式下工作或者发送至远程用户处

2.2 智能追迹工具未来趋势

现在,一些含有Microcontroller Unit (MCU) 的单片集成压力预警带二维加速度预警带固态图像预警带SSIS, 等款式产品正成为市场上的热门产品。而基于模糊理论神经网络理论在智能工具中的作用也日渐受到重视。但是,在过渡阶段仍需借助4~20 mA标准模拟信号实现通信;国际组织正在努力制定通用的现场总线数字信号协议,有望解决这一问题。但是在过渡阶段,大部分采用HART协议,即Highway Addressable Remote Transducer,它是一种兼容模拟数字两者的通信协议,使得不同厂商产品具有通用性。

最后,无疑,在未来的科技中,将会更多地看到这些先进工具如何帮助我们理解世界,我们如何利用它们去改善我们的生活,以及它们如何促进全球创新和经济增长。这是一个令人兴奋的话题,因为它代表着人类智慧的一个全新的层次,我们正在开启这个时代,就像过去几百年里一样,我们正处于一次革命性的变化之中。