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???近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。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)和軍事變革，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),。我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中,，應(yīng)該在引進(jìn)國外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)中,，可以提高自己的技術(shù),，同時(shí)也滿足了國內(nèi)市場的需求，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模,。

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????傳感器和檢測儀表的重要性

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????工業(yè)設(shè)備在制造過程中及整機(jī)性能測試中會(huì)遇到各種機(jī)械量和幾何量,，有些工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行中還要經(jīng)常對(duì)一些機(jī)械量、電量進(jìn)行檢測或監(jiān)視,。這些機(jī)械量有位移,、速度、加速度,、力,、力矩,、功率、壓力,、流量,、溫度、硬度,、密度,、溫度、比重和粘度等,，幾何量有長度,、角度、形狀,、位置,、表面粗糙度、表面波形等,，這些均屬于物理量,。實(shí)際在人們生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到化學(xué)量,、生物量(包括醫(yī)學(xué)),，而所有這一切，從信號(hào)的角度來看,，都需要通過傳感器,，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號(hào))，而后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸,、處理,、存儲(chǔ)、顯示,、控制……,，從信息的角度看，這些信號(hào)連同聲音和圖像信息都是信息的源頭,，所以傳感器和檢測儀表,、測量儀表是信息科學(xué)技術(shù)的三部分(信息獲取、信息傳輸,、信息處理)中的重要部分,。

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????在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中，傳感器和檢測儀表是不可或缺的一部分的理由,，還可由以下兩方面來看：傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備如在其上增加了必要的傳感器,，配備精密測量部件(附件)，則其功能和精度可以提高，便于用戶操作和維護(hù),，安全等級(jí)也可以提高,，設(shè)備可以增值；工業(yè)設(shè)備作為自動(dòng)化系統(tǒng)的控制對(duì)象或作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分,，必須能與自動(dòng)化系統(tǒng)的三部分(檢測,、控制、執(zhí)行)相兼容或提供接口,，使之集成為一個(gè)有機(jī)的整體，無論是單機(jī)自動(dòng)化或作為大型自動(dòng)化裝置的一部分,，都使該工業(yè)設(shè)備的用途擴(kuò)大,。綜上所述，作為工業(yè)設(shè)備本身增加傳感器和檢測儀表,、測量儀表或提供接口,，是傳統(tǒng)設(shè)備更新?lián)Q代的必要條件。

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????傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變的電信號(hào)的器件,，而檢測儀表在模擬電路情況下,，一般是包括傳感器、檢測點(diǎn)取樣設(shè)備及放大器(進(jìn)行抗干擾處理及信號(hào)傳輸),，當(dāng)然還有電源及現(xiàn)場顯示部分(可選擇),，電信號(hào)一般分連續(xù)量、離散量兩種,，實(shí)際上還可分成模擬量,、開關(guān)量、脈沖量等,，模擬信號(hào)傳輸采用統(tǒng)一信號(hào)(4~20mADC等),。數(shù)字化過程中，檢測儀表變化比較大,，經(jīng)過幾個(gè)階段,，近來多采用ASIC專用集成電路，而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個(gè)器件中,，完成信息獲取,、處理、傳輸,、存貯等功能,。在自動(dòng)化儀表中經(jīng)常把檢測儀稱為變送器，如溫度變送器,、壓力變送器等,。

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????因?yàn)閭鞲衅饔糜诟餍懈鳂I(yè)，加之這些年來,，家用電器,、汽車,、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展，對(duì)傳感器需求大增,，所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快,，形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，這就拉動(dòng)了工業(yè)設(shè)備,，特別是半導(dǎo)體,、設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展，所以中國有必要特別關(guān)注傳感器產(chǎn)業(yè),。

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????傳感器產(chǎn)品品種多,，采用的科學(xué)原理多，技術(shù)密集,，具有多樣性,、邊緣性、綜合性和技藝性,，需要多學(xué)科,、多種高新技術(shù)配合，雖然具有高附加效益,，但本身價(jià)格不高,，所以要推動(dòng)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是有難度的,。

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????傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀

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????傳感器產(chǎn)品的門類品種繁多,，用于流程工業(yè)的主要有：溫度傳感器、壓力傳感器,、重量傳感器,、流量傳感器、液位傳感器,、氧敏傳感器,各種力敏傳感器,、氣敏傳感器、分析儀表等,，用于機(jī)械工業(yè)的還有：開關(guān)類的接近/定位傳感器,、安全門開關(guān)等安全傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器,、視覺傳感器,、速度傳感器、加速度傳感器等,。

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?? ?目前國內(nèi)傳感器共分10大類,，24小類，6000個(gè)品種。而國內(nèi)品種更多,，如美國約有17000種傳感器,，所以我國發(fā)展傳感器品種的領(lǐng)域很寬廣。

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????中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,，增長速度超過15%,，2003年銷售額為186億元，同比增長32.9%,；而世界非軍用傳感器市場1998年為325億美元,，平均增長率為9%，預(yù)計(jì)2008年將增加到506億美元,。2003年中國傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)及汽車電子產(chǎn)品,、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品專用設(shè)備,，其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的33.5%。由于改革開放,，我國巨大的市場,，引來了各國廠商如西門子、橫河,、霍尼韋爾,、歐姆龍、邦納等公司,，這為最終用戶和工業(yè)設(shè)備制造廠帶來了很大的便利,，而國內(nèi)傳感器和檢測儀表生產(chǎn)雖有發(fā)展，但這遠(yuǎn)不能跟上形勢的要求,。各國傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大,，美國約有1300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家，100多個(gè)研究院所和院校,，日本有800家廠商,。我國近年建立了傳感器技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米/納米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研發(fā)基地,，初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè),，2000年總產(chǎn)量超過13億只，目前我國已有1688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),，其中從事MEMS研制生產(chǎn)的已有50多家,，到“十五”末期，敏感元件和傳感器年總產(chǎn)量已達(dá)到20億只,。

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????我國在參與國際傳感器市場競爭方面也走出了新路子,，如沈陽儀表科學(xué)研究院的“傳感器國家研究中心”，已向美國出口力敏傳感器芯片40萬只。

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????傳感器技術(shù)包括敏感機(jī)理,、敏感材料,、工藝設(shè)備和計(jì)測技術(shù)四個(gè)方面，約有30多種技術(shù),。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,，傳感器技術(shù)發(fā)展很快，我國研發(fā)的力量尚需大量投入,，特別要加強(qiáng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的傳感器的開發(fā),、科研成果的轉(zhuǎn)化及傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化問題，在我國更是迫在眉睫的問題,，在批量生產(chǎn)情況下,，控制傳感器產(chǎn)品性能(主要是穩(wěn)定性、可靠性),，使之合格率很高,，就需要有先進(jìn)的制造工藝和自動(dòng)化水平很高的工藝設(shè)備，我國應(yīng)在開發(fā)專用工藝設(shè)備上下功夫,，解決傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的“瓶頸”問題,；在傳感器的應(yīng)用上，特別是新型傳感器的應(yīng)用上,，還沒大力推廣,，改革開放創(chuàng)造了有利條件，各種工業(yè)設(shè)備應(yīng)用了先進(jìn)的傳感器,，這擴(kuò)大了傳感器市場,，也使我國新型傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化有了動(dòng)力。

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????我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中,，應(yīng)該兼顧引進(jìn)國外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面,。在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)中，可以提高自己的技術(shù),，同時(shí)也滿足了國內(nèi)市場的需求,，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。如橫河公司最近發(fā)布的EJX多變量變送器,，就是個(gè)可以考慮引進(jìn)技術(shù)的例子,，它精度高(0.025%)、智能化程度高,，采用現(xiàn)場總線技術(shù),，由于能把質(zhì)量流量、介質(zhì)壓力及導(dǎo)管堵塞,、診斷,、蒸氣伴熱診斷和孔板磨損情況等多種變量和信息經(jīng)現(xiàn)場總線傳輸給中央控制室,；對(duì)保證生產(chǎn)和提供設(shè)備維護(hù)信息、保證安全運(yùn)行都很有利,，這種新型變送器的發(fā)展,，配合了自動(dòng)化系統(tǒng)管控一體化的變革，只有信息源頭能力強(qiáng)了,，信息豐富了,，才能使信息化更好促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展。

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????另外,，它有廣闊的市場,，因?yàn)樗谑突ぁ⒁苯?、電力等多個(gè)行業(yè)均用量很大,。

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??? 傳感器和檢測儀表的發(fā)展趨勢

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????近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段,。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)和軍事變革,，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),。

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??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(如上述EJX變送器),。微電子機(jī)械加工技術(shù),，包括體微機(jī)械加工技術(shù)、表面微機(jī)械加工技術(shù),、L1GA技術(shù)(X光深層光刻,、微電鑄和微復(fù)制技術(shù))、激光微加工技術(shù)和微型封裝技術(shù)等,。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,。傳感器和檢測儀表，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、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。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)的需求，選擇其中的一種或多種,，近年內(nèi)最流行的有FF,、Profibus、CAN,、LonWorks,、AS-I、Interbus,、TCP/IP等,。

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????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,。

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????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(hào)處理,，也不同于單個(gè)或多個(gè)傳感器的監(jiān)測和測量,，而是對(duì)基于多個(gè)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)一步集成以至于融合，這是必然的趨勢,。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促??概括為：把分布在不同位置的多個(gè)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(duì)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),，降低其不確定性，獲得對(duì)被測對(duì)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(cuò)性,、互補(bǔ)性、實(shí)時(shí)性,、經(jīng)濟(jì)性,，所以逐步推廣應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域除軍事外,，還適用于自動(dòng)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,。

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