引言
信息技術是人類獲取外界信息所必不可少的一種技術，它所涉及的領域非常大，包括材料技術、光學技術、計算機技術、生化技術、檢測技術等。但我們從系統(tǒng)角度來看，就是通信技術、傳感技術和計算機技術，它們分別構成了信息技術系統(tǒng)的神經(jīng)、感官和大腦?，F(xiàn)在涌現(xiàn)出許多名詞，比如物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療保健等智能化產(chǎn)物，無一例外的和傳感技術有不可分割的關系。但是這些方面的產(chǎn)品并沒有較大的進步，原因在于傳感技術發(fā)展比較緩慢，不能很好的服務于信息技術的整體發(fā)展，從而形成了智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢的現(xiàn)象。 由此可見，傳感技術發(fā)展滯后反過來影響和制約其他相關方面的發(fā)展與進步，在近幾年的科學技術的快速發(fā)展過程中表現(xiàn)得尤為突出。
1、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
美國早在20世紀80年代初就成立了國家技術小組，幫助政府組織和領導各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感開發(fā)工作，在國家長期安全和經(jīng)濟繁榮至關重要的22項技術中，有6項與傳感技術直接相關。美國空軍2000年提出的15項有助于提高21世紀美國空軍作戰(zhàn)能力的關鍵技術中，傳感技術位居第二。由此可見，傳感技術已成為一項與現(xiàn)代技術密切相關的尖端技術。
我國在20世紀80年代將敏感元件與傳感器列入國家攻關計劃，1987年制定了《傳感器技術發(fā)展政策》白皮書，1991年《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展十年規(guī)劃和八五計劃建議》中明確要求大力加強傳感器的開發(fā)和在國民經(jīng)濟中普遍應用。進入21世紀，國家自然科學基金委員會和科技部部署了與傳感技術相關的研究課題?？梢?，傳感技術的地位不斷的到提升，在國內(nèi)外都得到了高度的重視，傳感技術的發(fā)展迎來了新的時代。
2現(xiàn)代傳感技術發(fā)展趨勢
傳感技術涉及傳感器機理研究與分析、設計與研制、性能評估與應用等，是一門多學科交叉的現(xiàn)代科學技術。大規(guī)模集成電路、微納加工、網(wǎng)絡等技術的發(fā)展，為傳感技術的發(fā)展奠定了技術。光學、化學、生物學、電子學、信息處理的學科互相滲透與融合，為新型傳感器的研制提供了技術支持。隨著自動化程度的不斷提高，人們對智能化的需求越來越迫切，對傳感器的需求也越來越高。需求導向和技術支撐共同決定了現(xiàn)代傳感技術的發(fā)展趨勢。
（1） 新型傳感器的研發(fā)
現(xiàn)有傳感器的測量原理主要是依據(jù)各種定律和效應、化學原理以及相關理論等。如根據(jù)電阻定律、變磁阻原理、半導體有關理論等。但是基于物理方面的傳感器在國外的技術非常先進，已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，然而最近興起的新能源方面的產(chǎn)業(yè)則又帶動了一批新的傳感器的研發(fā)進程。比如生物傳感器在食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)學等方面都有大量的應用需求。目前，生物傳感器價格較高，性能也比較低。但隨著技術的發(fā)展，低成本、高靈敏度、高穩(wěn)定性和高壽命的生物傳感器技術將會加速生物傳感器市場化、商業(yè)化的進程。
利用量子力學中的有關效應，為設計、研制新型傳感器提供了理論基礎。隨著納米電子學的發(fā)展，將會在傳感技術領域中引起一次新的技術革命，從而把傳感技術推向更高的發(fā)展階段。
（2） 高精度化
現(xiàn)在我們國家已經(jīng)由機械化步入自動化時代，雖然自動化水平并不是非常先進，但是現(xiàn)今的自動化程度對傳感器的要求日益提高，必須研制出靈敏度高、精密度高、響應速度快的傳感器以確保自動化系統(tǒng)的可靠性。但是生產(chǎn)這樣高緊密度傳感器的公司比較少，目前我國的傳感器大部分是進口國外廠家的傳感器，并沒有實現(xiàn)生產(chǎn)、銷售、售后等方面的一體化服務，從而可知高精密的傳感器的研發(fā)是社會發(fā)展的需要。
例如，一種高性能小型石英絕對壓力傳感器，具有±10Pa高精度與0.1Pa高分辨力，其體積為12.5ml、質(zhì)量為15g。該壓力傳感器的敏感單元為音叉型晶體單元，可以得到穩(wěn)定度很高的細致頻率，從而實現(xiàn)具有高精度及高分辨力的石英晶體壓力傳感器。
（3） 微型化
自動化設備的功能越來越強大，要求傳感器本身的體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術。目前，利用硅材料、石英晶體材料和陶瓷材料，使用光刻、腐蝕、淀積、鍵合和封裝等工藝以及各種微精細加工技術制成的微結構傳感器，其體積非常小，動態(tài)特性好，互換性與可靠性都較好。
微結構傳感器的敏感元件尺寸一般為um級，可以使活動的膜片、懸臂梁、橋以及凹槽、孔隙、錐體等。這些微結構與特殊用途的薄膜和高性能的集成電路相結合，已成功地用于制造各種微傳感器以及多功能的敏感元陣列，實現(xiàn)了諸如壓力、力、加速度、角速度、應力、濕度、磁場、離子和分子濃度以及生物傳感器等。
例如，一種可安裝在蜻蜓等昆蟲的翅膀上分析翅膀動作的微型風速傳感器，在3mm*3mm的芯片上設置了2個傳感器，每個傳感器的尺寸約為1.5mm*3mm，厚度約為1mm。傳感器采用在帶電極的SOI底板上形成長約0.5mm、厚1um以下的懸臂梁壓電的結構。懸臂梁部分的質(zhì)量僅為0.1ug，能夠?qū)崿F(xiàn)-2—2m/s風速的測量。這種傳感器具有較好的抗干擾性，同時，傳感器的最低階固有頻率在10HZ以上，能夠滿足幾HZ的翅膀振動測量。
（4） 微功耗及無源化
傳感器多為非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，在野外現(xiàn)場或遠離電網(wǎng)的地方往往需要電池供電或使用太陽能等供電。研制微功耗的傳感器以及無源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。
一種無需電池即可驅(qū)動的無線傳感器終端，配有可將振動轉(zhuǎn)換為能量的微型發(fā)電機和雙層電容器；可將安裝地點的振動作為能量使用，發(fā)電剩余的電力可儲存在電雙層電容器中。該終端具有廣闊的前景。
（5） 多傳感器融合和智能化
隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能形成突破。由于單傳感器不可避免地存在不確定或偶然不確定性，缺乏全面性、魯棒性，所以偶然的股長就會導致系統(tǒng)失效。多傳感器集成與融合技術正是解決這些問題的好辦法。多個傳感器不僅可以描述同一環(huán)境特征的多個冗余信息，而且可以描述不同的環(huán)境特征。它的特點是冗余性、互補性、及時性和低成本性。
多傳感器的集成與融合技術已經(jīng)成為智能機器與系統(tǒng)領域的一個重要研究方向，它涉及信息學科的多個領域，已經(jīng)擴展到軍事和非軍事的各個應用領域，如：自動目標識別、自主車輛導航、遙感、生產(chǎn)過程監(jiān)控、機器人、醫(yī)療應用等。
所謂智能化傳感器就是將傳感器獲取信息的基本功能與專用的微處理器的信息分析、處理功能緊密結合在一起，并且據(jù)偶遇診斷、數(shù)字雙通信等新功能的傳感器。智能化傳感器將由多個模塊組成，包括微傳感器、微處理器、微執(zhí)行器和接口電路，它們構成一個微閉環(huán)系統(tǒng)。這樣智能化傳感器功能會更多，精度和可靠性會變高，優(yōu)點會更突出，應用會更廣泛。
（6） 高可靠性
傳感器的可靠性直接影響系統(tǒng)的性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器是永恒的主題。提高溫度使用范圍歷來是傳感器的工作重點，大部分傳感器其工作溫度都在-20—70℃之間。一些特殊場合要求傳感器的溫度更高，因此，發(fā)展新興材料的傳感器尤為重要。
（7） 傳感器網(wǎng)絡
無線傳感器網(wǎng)絡是由大量無處不在的、有無線通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點構成的自組織分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)，能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務的智能系統(tǒng)。它是涉及微傳感器與微機械、通信、人工智能等多學科的綜合技術，大量傳感器通過網(wǎng)絡構成分布式、智能化信息處理系統(tǒng)，以協(xié)同方式工作，從多種視角、多種感知模式對事件、現(xiàn)象和環(huán)境進行觀察和分析，獲取大量信息。
隨著3C技術的發(fā)展和日益成熟，無線傳感網(wǎng)絡更是得到快速發(fā)展，引起人們更大的關注。
結束語
傳感技術的發(fā)展主要沿著兩個方向進行：一是開發(fā)新材料、研究新工藝和利用新概念、新原理、新的設計方法，開發(fā)出新型傳感器；二是研究傳感器的高精度、微型化、智能化及多傳感器的融合和傳感器技術的集成等。 當前，現(xiàn)代傳感技術研究熱點主要集中在光傳感器、化學傳感器、生物傳感器、醫(yī)學傳感器以及多傳感器融合技術等。隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代傳感技術也必將不斷創(chuàng)新與發(fā)展，在一個國家的綜合國力中的作用，也一定會得到充分體現(xiàn)。
聲明，文章來源于網(wǎng)絡上百度文庫中李成成的論文分享，感覺不錯，引以所錄。
