工信部发布智能传感器产业三年行动指南 - 第4页 - 安防知识网

智能传感器技术发展及趋势

　　1、向高精度发展

　　随着自动化生产程度的提高，对传感器的要求也在不断提高，必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。

　　2、向高可靠性、宽温度范围发展

　　传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能，研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。发展新兴材料( 如陶瓷) 传感器将很有前途。

　　3、向微型化发展

　　各种控制仪器设备的功能越来越强，要求各个部件体积越小越好，因而传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技术，目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的，体积较大、稳定性差、寿命也短，而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好。

　　4、向微功耗及无源化发展

　　传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外现场或远离电网的地方，往往是用电池供电或用太阳能等供电，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向，这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前，低功耗损的芯片发展很快，如T12702 运算放大器，静态功耗只有1.5 A，而工作电压只需2~ 5V.

　　5、向智能化数字化发展

　　随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是单一的模拟信号( 如0~ 10mV) ，而是经过微电脑处理好后的数字信号，有的甚至带有控制功能，这就是所说的数字传感器。

　　6、向网络化发展

　　网络化是传感器发展的一个重要方向，网络的作用和优势正逐步显现出来。网络传感器必将促进电子科技的发展。

　　发展重点

　　1、应用机器智能的故障探测和预报。任何系统在出现错误并导致严重后果之前，必须对其可能出现的问题作出探测或预报。目前非正常状态还没有准确定义的模型，非正常探测技术还很欠缺，急需将传感信息与知识结合起来以改进机器的智能。

　　2、正常状态下能高精度、高敏感性地感知目标的物理参数;而在非常态和误动作的探测方面却进展甚微。因而对故障的探测和预测具有迫切需求，应大力开发与应用。

　　3、目前传感技术能在单点上准确地传感物理或化学量，然而对多维状态的传感却困难。如环境测量，其特征参数广泛分布且具有时空方面的相关性，也是迫切需要解决的一类难题。因此，要加强多维状态传感的研究与开发。

　　4、目标成分分析的远程传感。化学成分分析大多在基于样本物质，有时目标材料的采样又很困难。如测量同温层中臭氧含量，远程传感不可缺少，光谱测定与雷达或激光探测技术的结合是一种可能的途径。没有样本成分的分析很容易受到传感系统和目标组分之间的各种噪音或介质的干扰，而传感系统的机器智能有望解决该问题。

　　5、用于资源有效循环的传感器智能。现代制造系统已经实现了从原材料到产品的高效的自动化生产过程，当产品不再使用或被遗弃时，循环过程既非有效，也非自动化。如果再生资源的循环能够有效且自动地进行，可有效地防止环境的污染和能源紧缺，实现生命循环资源的管理。对一个自动化的高效循环过程，利用机器智能去分辨目标成分或某些确定的组分，是智能传感系统一个非常重要的任务。

　　研究热点

　　1、物理转换机理的研究

　　数字化输出是智能传感器的典型特征之一，它不仅仅是模拟-数字转换实现简单的数字化，而是从机理上实现数字化输出。其中，谐振式传感器具有直接数字输出、高稳定性、高重复性、抗干扰能力强，分辨力和测量精度高等优点。传统写真式传感器的频率信号检测需要较复杂的设计，这限制了其的广泛应用和在工业领域内的发展。而现在只需在同一硅片上集成智能检测电路，就可以迅速提取频率信号从而使谐振式微机械传感器成为国际上传感器的研究热点。

　　2、多数据融合的研究

　　数据融合是一种数据综合和处理技术，是许多传统学科和新技术的集成和应用，如通信、模式识别、决策论、不确定性理论、信号处理、估计理论、最优化处理、计算机科学、人工智能和神经网络等。目前，数据融合已成为集成智能传感器理论的重要领域和研究热点。即，对多个传感器或多源信息进行综合处理、评估，从而得到更为准确、可靠的结论。因此，对于多个传感器组成的阵列，数据融合技术能够充分发挥各个传感器的特点，利用其互补性、冗余性，提高测量信息的精度和可靠性，延长系统的使用寿命。近年来，数据融合又引入了遗传算法、小波分析技术和虚拟技术。

　　智能传感器代表着传感器发展总趋势, 它已经受到了全世界范围的瞩目和公认, 因此,可以说智能传感器是一种发展前景十分看好的新传感器。今后, 随着硅微细加工技术的发展,新一代的智能传感器的功能将会更加增多。它将利用人工神经网、人工智能、信息处理技术等, 使传感器具有更高级的智能功能, 同时, 它还将朝着微传感器、微执行器和微处理器三位一体构成一个微系统的方向发展。