現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì).doc

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1、現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨看科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)將是開發(fā)新材料與傳感器智能化發(fā)展相結(jié)合。1.新材料開發(fā)傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，是傳感器技術(shù)升級(jí)的重要支撐。隨著材料科學(xué)的步，傳感器技術(shù)LI臻成熟其種類越來越多除了早期使用的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料以外，光導(dǎo)纖維以及超導(dǎo)材料的開發(fā)，為傳感器的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，根據(jù)以硅為基體的許多半導(dǎo)體材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化，以及半導(dǎo)體光熱探測(cè)器具有靈敏度高、精度高、非接觸性等特點(diǎn)，發(fā)展紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器;在每攵感材料中，陶瓷材料、有機(jī)材料發(fā)展很快，可采用不同的配方混合原料，

2、在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上,經(jīng)過高精度成型燒結(jié)，得到對(duì)某一種或某幾種氣體具有識(shí)別功能的敏感材MJIJT-制成新型氣體傳感器。此外，高分了有機(jī)敏感材料，是近幾年人們極為關(guān)注的具有應(yīng)用潛力的新型敏感材料,可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。傳感髀技術(shù)的不斷發(fā)展,也促進(jìn)了更新型材料的開發(fā)，如納米材料等。美國(guó)NRC公司已開發(fā)出納米ZrO2氣體傳感器，控制機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放，對(duì)凈化環(huán)境效果很好加用前景比較廣闊。由于采用納米材料制作的傳感器，具有龐大的界面，能提供大量的氣體通道，而且導(dǎo)通電阻很小，有利于傳感器向微型化發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步將有更多的新型材料誕生

3、。2.智能化發(fā)展80年代發(fā)展起來的智能化傳感器是微電子技術(shù)、微型電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有測(cè)最、存貯、通信、控制等特點(diǎn)。智能化傳感器一般主要由主傳感器、輔助傳感器及微機(jī)駛件系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。也就是說，智能化傳感器是一種帶有微處理器的傳感器，它兼有檢測(cè)判斷和信息處理功能。例如美國(guó)霍尼爾公司的ST-3000型傳感器，是一種能夠進(jìn)行檢測(cè)和信號(hào)處理的智能傳感器，具有微處理器和存貯器功能,可測(cè)量差壓、靜壓及溫度等。乂如一典型智能化壓力傳感器，其中主傳感器為壓力傳感器，它的作用是用來測(cè)量被測(cè)壓力參數(shù)的。20多年來，智能化傳感器有了很大的發(fā)展。近年來，智能化傳感器開始同人工智

4、能相結(jié)合,創(chuàng)造出備種基于模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)的高度智能傳感器，稱為軟傳感器技術(shù)。它已經(jīng)在家用電器方面得到利用，相信未來將會(huì)更加成熟。智能化傳感器是傳感器技術(shù)未來發(fā)展的主要方向。在今后的發(fā)展屮，智能化傳感器無疑將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域。3.新工藝的采用在發(fā)展新型傳感器屮，離不開新工藝的采用。新T藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新興傳感器聯(lián)系特別密切的微細(xì)加工技術(shù)。該技術(shù)乂稱微機(jī)械加工技術(shù)，是近年來隨著集成電路工藝發(fā)展起來的，它是離子?xùn)c、電子?xùn)c、分子?xùn)c、激光朿和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，H前已越來越多地用于傳感器領(lǐng)域，例如

5、濺射、蒸鍍、等離了體刻蝕、化學(xué)氣體淀積（CVD）、外延、擴(kuò)散、腐蝕、光刻等，迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國(guó)內(nèi)外報(bào)道。以應(yīng)變式傳感器為例。應(yīng)變片可分為體型應(yīng)變片、金屬箔式應(yīng)變片、擴(kuò)散型應(yīng)變片和薄膜應(yīng)變片，而薄膜應(yīng)變片則是今后的發(fā)展趨勢(shì),這主要是由于近年來薄膜工藝發(fā)展迅速,除采用真空淀積、高頻濺射外，還發(fā)展了磁控濺射、等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積、金屬有機(jī)化合物化學(xué)汽相淀積、分了束外延、光CVD技術(shù)，這些對(duì)傳感器的發(fā)展起了很大推動(dòng)作用。如目前常見的濺射型應(yīng)變計(jì)，是采用濺射技術(shù)育接在丿應(yīng)變體即產(chǎn)生應(yīng)變的柱梁、振動(dòng)片等彈性體上形成的。這種應(yīng)變計(jì)厚度很薄，大約為傳統(tǒng)的箔式應(yīng)變計(jì)的十

6、分Z—以下，故又稱薄膜應(yīng)變計(jì)。濺射型應(yīng)變計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是：可靠性好，精度高，容易做成高阻抗的小型應(yīng)變計(jì)，無遲滯和蠕變現(xiàn)彖，具有良好的耐熱性和沖擊性能等。用化學(xué)氣相淀積法制備薄膜，以貝成膜溫度低、可靠性好、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展很快，在制備多晶硅微晶硅傳感器方面有許多報(bào)道。硅杯是力敏元件屮非常重要的結(jié)構(gòu)。目前已極少采用機(jī)械方法加工硅杯，而改為可控的化學(xué)腐蝕方法，如各向異性腐蝕、凸角補(bǔ)償和etch-step法等，化學(xué)腐蝕方法，可做到工藝穩(wěn)定，硅杯尺寸很小，膜片均勻度很高，結(jié)構(gòu)從C形、E形、雙島發(fā)展到梁膜式，性能和生產(chǎn)率都有很大提高。4、集成化、多功能化與智能化傳感器集成化包括兩種定義，

7、一是同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個(gè)傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，排成1維的為線性傳感器，CCD圖象傳感器就屬于這種情況。集成化的另一個(gè)定義是多功能一體化，即將傳感器與放大、運(yùn)算以及溫度補(bǔ)償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個(gè)器件。目前，各類集成化傳感器已有許多系列產(chǎn)品，有些已得到廣泛應(yīng)用。集成化已經(jīng)成為傳感器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，備類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有的己經(jīng)成為商品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型，其屮壓阻式集成化傳感器發(fā)展