传感器技术研究综述【文献综述】.doc

1、毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 传感器技术研究综述 摘要： 传感器技术（非电量测量技术）是现代科学技术的一个重要分支，它是信息科学阵地的“前沿哨所”，是信息捕捉的重要手段。 本文详细阐述了传感器技术在各个领域的具体应用，并论述了其在各方面的发展趋势。 关键词： 传感器；发展；趋势 1 引言 传感器是一种能把特定的被测非电量信息（包括物理量，化学量，生物量）按一定的规律转化为便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量）的装置或器件。传感器技术是测量控制的技术的基础，可以说，如果没有传感器对原始信息进行精确可靠的捕获 和转换，那么一切测量和控制都是不可能实现的 1。现代信息技术的三大基础是信息

2、采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一。一些发达国家都把传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等位置。随着现代科学发展 , 传感技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科也得到迅速的发展 , 并且在工业自动化、测量和检测技术、航天技术、军事工程、医疗诊断等学科被越来越广泛地利用 , 同时对各学科发展还有促进作用 2。 2 传感器技术的应用 传感器技术是涉及国民 经济及国防科研各领域的重要技术，运用十分广泛。通过对传感器技术应用的研究，我们不能可以了解传感器技术的发展现状，而且能对其未来发展趋势进行预测。 2.1 工业生产中的应用

3、 在现代化生产过程中 , 需用各种传感器来监视和控制生产过程的各个参量 ,以便于用来产品检验和质量控制。 传感器技术在工业生产领域中广泛应用于产品的在线检测，如零件尺寸、产品缺陷等，实现了产品质量控制的自动化，为现代品质管理提供了可靠保障。另外，传感器技术与运动控制技术、过程控制技术相结合，应用于装配定位等生产环节，促进了工业生产的自动化，提 高了生产效率。 在智能汽车中，传感器作为汽车电子自动化控制系统的信息源、关键部件和核心技术，其技术性能将直接影响到汽车的智能化水平 3。目前普通轿车约需要安装几十至近百只传感器，而豪华轿车上传感器的数量更是多达两百余只。发动机部分主要安装温度传感器、压力

4、传感器、转速传感器、流量传感器、气体浓度和爆震传感器等，它们需要向发动机的电子控制单元（ ECU）提供发动机的工作状况信息，对发动机的工作状况进行精确控制。汽车底盘使用了车速传感器、踏板传感器、加速度传感器、节气门传感器、发动机转速传感器、水温传感器、油温传 感器等，从而实现了控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等功能。车身部分安装有温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器、车速传感器、加速度传感器、测距传感器、图像传感器等，有效地提高了汽车的安全性、可靠性和舒适性等 4。 2.2日常生活中的应用 传感器技术在日常生活中的应用也越来越广泛。传感器技术普遍应用于家用电器，

5、如 数码相机和数码摄像机的自动对焦；空调、冰箱、电饭煲等的温度检测；遥控接收的红外检测等。医疗卫生事业中的数字体温计、电子血压计、血糖测试仪等设备同样是传感器技术 的产物 5。 2.3科技军事中的应用 传感器技术的发展推动了科学技术的进步。目前传感器在军事领域的应用主要体现在 地面传感器，其特点是结构简单、便于携带、易于埋伏和伪装，可用于飞机空投、火炮发射或人工埋伏到交通线上和敌人出现的地段，用来执行预警、地面搜索和监视任务。当前的军事领域使用的传感器主要有震动传感器、声响传感器、磁性传感器、红外传感器、电缆传感器、压力传感器和扰动传感器等。传感器技术在航天领域中的作用更是举足轻重，用于火箭测

6、控、飞行器测控等 6。 3 传感器技术发展 3.1传感器技术发展 过程 近百年来，传感器的发展大致经历了一下三个阶段， 第一阶段是结构型传感器 . 它利用结构参量变化来感受和转化信号 . 例如 : 电阻应变式传感器 , 它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的 .第二阶段是上世纪 70年代开始发展起来的固体传感器 , 这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成 , 是利用材料某些特性制成的 . 如 : 利用热电效应、霍尔效应、光敏效应 , 分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等 .第三阶段 是上世纪 80年代刚刚发展起来的智能传感器 . 所谓智能传感器是指其对外界

7、信息具有 一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力 , 是微型计算机技术与检测技术相结合的产物 . 80年代智能化测量主要以微处理器为核心 , 把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上 , 使传感器具有一定的人工智能 . 90年代智能化测量技术有了进一步的提高 , 在传感器一级水平实现智能化 , 使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等 7. 3.2 传感器技术发展趋势 3.21新材料开发应用 传感器的材料是传感器技术的重要基和前提，新材料的研发力度的加强是发展传感器技术的必然要求 8。虽然早期使用的材料如：半导体材料，其灵敏度高，响应速度快，体积小且

8、便于集成化，仍将占传感器技术应用的主导地位，但是纳米，生物，智能材料等新型材料的开发与应用，不仅扩充了传感器的种类 ,也改善了传感器的性能 , 还拓宽了传感器的应用领域 9。 3.22传感器的多功能集成化 随着技术发展个和半导体细加工技术的进步，传感器也逐渐采用更高级的集成化技术，从一个点的测量发展到一个平面和空间的测量，这意味的一种传感器可以检测多种参数。从而在不影响系统功能的前提下降低生产成本，减小体积，提高传感器的稳定性，可靠性等指标 10。 3.23传感器的智能化 当前，智能化传感器有了很大的发展，智能化传感器开始与人工智能相结合 , 创造出各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人

9、工智能技术的高度智能传感器 ,在工业制造方面得到利用，相信未来会更加成熟。 12智能化传感器能够进行检测和信号处理能力，且具有微处理，存储，自诊断，通信，调节等特点。虽然传感器只是一个小小的装置，但它涉及的学科非常广泛，如物理、化学、生物、医学、电子、材料、工艺等。相信在任何一个领域中研究的深入，都会对传感器的发展起到推进作用。 4 总结 传感器技术是 当今世界令人瞩目、迅猛发展的高新科技术之一，也是当代科学发展的一个重要标志，与通信技术、计算机技术共同构成 21世界信息产业的三大支柱。 12计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。因此各发达国家都将传感器技术作为本世纪重点技术加

10、以发展，国内外仪器仪表的市场容量逐年上升，即使在 20010年也处于高位运行，传感器技术必将走在现代工业的前列。 参考文献 1 王俊峰，孟令启 .现代传感器应用技术 M.北京 :机械工业出版社， 2006,8. 2 黄显武 ,郑莜霞 .传感器原理与应用 M.北京： 电子科技大学出版社 ,2004. 3 孙克军，刘建业，魏英静，郭英军 .常用传感器应用技术问答 .北京：机械工业出版社， 2009，1. 4 纪宗南 .现代传感器应用技术和实用线路 M.北京：中国电力出版社， 2009， 1. 5 张洪润 ,张亚凡 ,邓洪敏 .传感器原理及应用 M.北京 :清华大学出版社 ,2008,7. 6 何希

11、才 ,任力颖 ,杨静 .实用传感器接口电路实例 M.北京 :中国电力出版社 ,2007. 7 Nikolay V. Kirianaki.Data Acquisition and Signal Processing for Smart SensorsM.John Wiley & Sons, Ltd,2006.6. 8 Julian W. Gardner,Vijay Varadan ,Osama O,Awadelkarim.Microsensors, MEMS and Smart DevicesM.John Wiley & Sons, Ltd,2001,12. 9 秦宪军 .光电传感器技术的发展趋势及应用实例 J.电气时代 ,2001. 10 陈津 .传感器技术应用综述及发展趋势探讨 J.科技创新导报 ,2008. 11 芮 延年 .机器人技术及其应用 M.北京：化学工业出版社， 2008， 7. 12 余成波，聂春燕，张佳薇 .传感器原理与应用 M.武汉：华中科技大学， 2010， 1.