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傳感器技術(shù)與儀器儀表行業(yè)攜手共進(jìn)之路

 近年來,傳感器正處于傳統(tǒng)型向新的科技型轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段,而新型傳感器與儀器儀表的結(jié)合應(yīng)用也使得儀器儀表行業(yè)得到巨大的進(jìn)步。新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造,而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè),是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,目前已成功應(yīng)用在硅器件上形成硅壓力傳感器。
       多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)正在形成熱點(diǎn),它形成于20世紀(jì)80年代,它不同于一般信號處理,也不同于單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量,而是對基于多個傳感器測量結(jié)果基礎(chǔ)上的更高層次的綜合決策過程。有鑒于傳感器技術(shù)的微型化、智能化程度提高,在信息獲取基礎(chǔ)上,多種功能進(jìn)一步集成以致于融合,這是必然的趨勢,多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促進(jìn)了傳感器技術(shù)的發(fā)展。
       多傳感器數(shù)據(jù)融合就是把分布在不同位置的多個同類或不同類傳感器所提供的局部數(shù)據(jù)資源加以綜合,采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行分析,消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾,加以互補(bǔ),降低其不確實(shí)性,獲得被測對象的一致性解釋與描述,從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應(yīng)的快速性和正確性,使系統(tǒng)獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現(xiàn),包括數(shù)據(jù)層(像素層)融合、特征層融合、決策層(證據(jù)層)融合。由于它比單一傳感器信息有如下優(yōu)點(diǎn),即容錯性、互補(bǔ)性、實(shí)時性、經(jīng)濟(jì)性,所以逐步得到推廣應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域除軍事外,已適用于自動化技術(shù)、機(jī)器人、海洋監(jiān)視、地震觀測、建筑、空中交通管制、醫(yī)學(xué)診斷、遙感技術(shù)等方面。
       MEMS的發(fā)展,把傳感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。傳感器的檢測儀表,在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上,內(nèi)置微處理器,或把微傳感器和微處理器及相關(guān)集成電路(運(yùn)算放大器、A/D或D/A、存貯器、網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路)等封裝在一起完成了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化。(注:MEMS 技術(shù)還完成了微電動機(jī)或執(zhí)行器等產(chǎn)品,將另作文介紹)網(wǎng)絡(luò)化方面,目前主要是指采用多種現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng)),這要按各行業(yè)的特點(diǎn),選擇其中的一種或多種,近年內(nèi)最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
       除MEMS外,新型傳感器的發(fā)展還有賴于新型敏感材料、敏感元件和納米技術(shù),如新一代光纖傳感器、超導(dǎo)傳感器、焦平面陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網(wǎng)絡(luò)化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
       新興的技術(shù)發(fā)展對于許多行業(yè)來說都是不錯的發(fā)展機(jī)遇,并且多項(xiàng)技術(shù)融合延展出新的應(yīng)用或者獲得創(chuàng)新性的技術(shù)突破,都能有效的促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。我國傳感器產(chǎn)業(yè)要適應(yīng)技術(shù)潮流,向國內(nèi)外兩個市場相結(jié)合的國際化方向發(fā)展,讓傳感器和檢測儀表抓住信息化的發(fā)展機(jī)遇。

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