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硅压阻式智能压力传感器的研究现状及发展趋势


据了解,2004 年世界传感器市场总的交易额高达 360 亿美元,近年来世界传感器市场规模一直保持“井喷式”的发展势头,而那些采用微机械加上技术和微系统技术等高新技术制造的各类型新型智能传感器,其年增长率更高。

从市场销售情况来看,压力传感器占第一位。利用硅材料制作的半导体传感器除具有固体传感器的一般优点以外,还可以把一些集成电路与传感器制作在一起从而构成集成化传感器。集成电路部分若制作了微处理机,则形成智能化传感器。到目前为止,高精确度、高可靠性、小型化、低成本的智能传感器己成为世界传感器市场的主流。

现在正是智能化压力传感器技术蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的 ST-3000 系列智能压力/压差变送器。与此同时基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中也十分重要。现在,国家每年要拿出大量的资金对压力传感器进行研究,由于众多厂家的规模小、设备落后,而且厂家比较分散,因此科研水平比较落后,生产技术水平也落后与国外,在智能压力传感器的使用方面更多的依靠国外的产品。

目前硅压阻式智能压力传感器的发展方向主要归为以下几个方面:

1、低功耗以及无源化发展

传感器一般都是非电量想电量的转化,工作时候离不开电源,在野外现场或者远离电网的地方,往往是用电池供电或者用太阳能等供电,开发微功耗或低功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向,这样既可以节省电源又可以提高系统寿命。

2、微型化发展

微型化会带来很多的好处,重量轻、体积小、分辨率高,便于安装在很小的地方,对周围器件影响小,也利于微型仪器、仪表的配套使用。

3、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。提高温度范围历来是大课题,大部分传感器其工作范围都在-20℃~70℃,在军用系统中要求工作温度在范围-40℃~85℃,而汽车锅炉等场合要求传感器工作在-20℃~120℃,在冶炼、焦化等方面对传感器的温度要求更高,因此发展新兴材料(如陶瓷)的传感器将很有前途。

4、向高精度发展

随着自动化生产程度的不断提高,对压力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。

5、智能化发展

在传感器系统的集成电路部分嵌入微处理机,使其具有“记忆”、“思维”、“处理” 等能力。目前智能化产品发展很快,它将成为未来传感器市场的主流。

 
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