传感器的目前现状与发展趋势综述.pdf

传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控 2班 摘 要 ：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部 分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入 21 世纪以来优先发 展的十大顶尖技术之一。 传感器技术所涉及的知识领域非常广泛， 其研究和发展 也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。 本文首先介绍了传感器的基本知 识和传感器技术的发展历史。 之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和 生物传感器技术的主要研究状况。 最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前 景。 关键词 ：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展， 是信息化社会的发展。 在信息时代， 人们的社会活动将主 要依靠对信息资源的开发及获取、 传输与处理。 而传感器是获取自然领域中信息 的主要途径与手段， 是现代科学的中枢神经系统。 它是指那些对被测对象的某一 确定的信息具有感受 ( 或响应 ) 与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应 的可输出信号的元器件或装置的总称。 传感器处于研究对象与测控系统的接口位 置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理 的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”， 把通信系统比喻为 传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术， 发展迅猛， 同计算机技术与通信技术一 起被称为信息技术的三大支柱， 许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算 机技术同等重要的位置。 现代传感器技术具有巨大的应用潜力， 拥有广泛的开发 空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识 1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。 从狭义方面讲， 感受被测量， 并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信 号的装置。传感器一般由敏感元件、 转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成， 其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中， 要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容 易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时 间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同， 因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。 衡量传感器的静态 特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动 态特性主要是传感器的固有因素， 如温度传感器的热惯性等， 动态特性还与传感 器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在 20世纪的中期才刚刚问世的。 在那时，与计算机技术和数字 控制技术相比， 传感技术的发展都落后于它们， 不少先进的成果仍停留在实验研 究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器 技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的， 并在早期多用于国家 级项目的科研研发以及各国军事技术、 航空航天领域的试验研究。 然而， 随着各 国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧 美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐 步占有了重要的份额。 我国从 20世纪 60年代开