【正文】 摘自 —— 《 傳 感器技 術 手冊》 ,Jon Wilson， Newnes 。美國、日本等 發(fā) 達國家的 傳 感器技 術發(fā) 展最快，我國由于基 礎 薄弱， 傳 感器技 術 與 這 些 發(fā) 達國家相比有 較 大的差距。我國在 這 方面的研究與開 發(fā)還 很落后，主要是因 為 我國半 導 體集成 電路工 藝 水平有限。 智能化 傳 感器的研究與開 發(fā) ，美國 處 于 領 先地位。 把 傳 感器、信號 調節(jié)電 路、 單 片機集成在一芯片上形成超大 規(guī) 模集成化的高級 智能 傳 感器。 集成 傳 感器的 優(yōu)勢 是 傳統(tǒng)傳 感器無法達到的，它不 僅僅 是一個 簡單 的 傳 感器，其將 輔 助 電 路中的元件與 傳 感元件同 時 集成在一 塊 芯片上，使之具有校準、補償 、自 診 斷和網(wǎng) 絡 通信的功能，它可降低成本、增加 產 量，美國 LUCAS、NOVASENSOR 公司開 發(fā) 的 這 種血 壓傳 感器，每 星期能生 產 1萬只。另一特點是能敏感微小被 測 量，可制成血 壓壓 力 傳 感器。象 這樣 的硅微 傳 感器是當今 傳 感器 發(fā) 展的前沿技 術 ,其基本特點是敏感元件體 積為 微米量 級 ,是 傳統(tǒng)傳 感器的幾十、幾百分之一。其 測 量最高精度可達 %FS。核心部分由感 壓 硅膜片和硅膜片上面制作的兩個 諧 振梁 結 成，兩個諧 振梁的 頻 差 對應 不同的 壓 力，用 頻 率差的方法 測壓 力，可消除 環(huán) 境溫度等因素帶 來的 誤 差。因而 產 生了各種新型 傳感器，如利用半 導 體技 術 制造出硅微 傳 感器，利用薄膜工 藝 制造出快速響 應 的氣敏、濕敏 傳 感器，利用 濺 射薄膜工 藝 制 壓 力 傳 感器等。將集成光路器件代替原有光學元件和無源光器件，使光 纖傳 感器有高的 帶寬 、低的信號 處 理 電壓 ，可靠性高，成本低。如 IdecIzumi 公司和 Suns 公司。光 纖傳 感器與 傳統(tǒng)傳 感器相比有 許 多特點：靈敏度高， 結 構 簡單 、體 積 小、耐腐 蝕 、 電絕緣 性好、光路可彎曲、便 于 實現(xiàn) 遙 測 等。 光 導纖維 的 應 用是 傳 感材料的重大突破，其最早用于光通信技 術 。 測 量范 圍 可從 0 到 60Mpa。采用先 進 的陶瓷技 術 和厚膜 電 子技 術 ，其技 術 性能 穩(wěn) 定，年漂移量小于 %,溫漂小于177。利用 這 個原理制成等離子聚合法聚苯乙 烯 薄膜溫度 傳 感器，其有以下特點： 測 濕范 圍寬 ；溫度范 圍寬 ，可達 400℃ ～ +1500℃ ；響 應 速度快，小于 1S；尺寸小，可用于小空 間測試 ；溫度系數(shù)小。高分子 電 介常數(shù)小，水分子能提高聚合物的介 電 常數(shù)。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度 傳 感器；光 導纖維 能制成 壓 力、流量、溫度、位移等多種 傳 感器；用陶瓷制成 壓 力 傳 感器。美國加州大學巳研制出 這類傳 感器。用 這 種抗體制成的免疫 傳 感器可 對 某生物體內是否有這 種抗原作 檢查 。可用于磁成像技 術 ，有廣泛推廣價 值 。日本夏普公司利用超 導 技 術 研制成功高溫超 導 磁性 傳 感器，是 傳 感器技 術 的重大突破，其靈敏度高， 僅 次于超 導 量子 干涉器件。世界 許 多 發(fā) 達國家都在加快 對傳 感器新技 術 的研究與開 發(fā) ，并且都已取得極大的突破。 現(xiàn) 代的 計 算機技 術 和通信技 術 由于超大 規(guī) 模集成電 路的 飛 速 發(fā) 展，而已 經 充分 發(fā) 達后 ，不 僅對傳 感器的精度、可靠性、響 應 速度、獲 取的信息量要求越來越高， 還 要求其成本低廉且使用方便。% （ iii） 位移范 圍 從 25*106m到 103m （ iv） 上升 時間 小于 50us 典型的被 測 量是位移、 壓 力、振 動 量、聲音和液位。 電 容式和 電 感式 傳 感器的 測 量技 術 ： （ a） 用差分式 電 容或 電 感作 為 交流 電橋； （ b） 用交流 電 位 計電 路做 動態(tài)測 量； （ c） 用直流 電 路 為電 容器提供正比于容 值變 化的 電壓； （ d） 采用 調頻 法， C或者 L 隨著振 蕩電 路 頻 率的 變 化 而改 變。不象 電 位器， 變 極距型 電 容 傳 感器有無限的分辨率， 這 最適合 測 量微小的位移增量的位移。 3 電 容式 傳 感器 電 容量隨著相 對 介 電 常數(shù)、截面面 積 、或者極板 間 的距離的 變 化而 變 化。 2 電 阻式 傳 感器 電 阻式 傳 感器可以分 為 兩大 類 ： （ i)那些表 現(xiàn)為 大 電 阻 變 化的物理量可通 過 分 壓 方式 進 行 測 量， 電 位器就屬于此類 。 這 些 傳 感器根據(jù) 測 量 輸 入 值產 生 輸 出 電壓 ，而且 這 一 過 程是可逆的。 （ a） 變 參 數(shù)型，包括： （ i） 電 阻式； （ ii)電 容式； （ iii)自感 應 式； （ v)互感 應 式； 這 些 傳 感器的工作依靠外部 電壓 。它 們 不 僅實現(xiàn)遠 程 測 量和 顯 示， 還 能提供高靈敏度。 （ f） 傳 感器的固有 頻 率 應該 避開被 測 量的 頻 率和 諧 波。 （ d） 被 測 量和 傳 感器信號之 間應該 有一個 線 性關系。 （ b） 可 測 量最小的干 擾 ，任何 時 候 傳 感器的出 現(xiàn) 不能改 變 被 測 量。 實際 中， 傳 感器的靈敏度是已知的，并且通 過測 量 輸 出信號， 輸 入量由下式決定， 輸 入量 =輸 出信號增量 /K1。 熱 的，光的，磁的和化學的相互 結 合 產 生的 熱電 式、光 電 式、 電 磁式和 電 化學式 傳 感器。機械式和 電 子式元件合并形成機 電 式 傳 感 設備 或 傳 感器。如振動 膜、波 紋 管、 應 力管和 應 力 環(huán) 、低音管和 懸 臂都是敏感元件，它 們對壓 力和力作出響 應 把物理量 轉變 成位移。自 動 化程度越高，系 統(tǒng)對傳 感器要求越高。 輸 出信號有不同形式，如 電壓 、 電 流、 頻 率、脈沖等，能 滿 足信息 傳輸 、 處 理、 記錄 、顯 示、控制要求，是自 動 檢測 系 統(tǒng) 和自 動 控制系 統(tǒng) 中不可缺少的元件。 Has the data munication interface, can and the microputer direct munication. The sensor, the signal adjustment electric circuit, the monolithic integrated circuit integration forms ultra largescale integrated on a chip the senior intelligence sensor. American HONY WELL Corporation ST3000 intelligence sensor, the chip size only then has 342mm3, uses the semiconductor craft, makes CPU, EPROM, the static pressure, the differential pressure, the temperature on the identical chip and so on three kind of sensitive units . The intellectualized sensor research and the development, US is at the leading position. American Space Agency when development spaceship called this kind of sensor for the clever sensor (Smart Sensor), on the spaceship this kind of sensor is extremely i mportant. Our country in this aspect research and development also very backward mainly is because our country semiconductor integrated circuit technological level is limited. The sensor’s development is changing day after day since especially the 8039。 Has from the diagnosis and from the calibration function, enhances the reliability。s frequency difference correspondence different pressure, measures the pressure with the frequency difference method, may eliminate the error which factor and so on ambient temperature brings. When ambient temperature change, two resonant Liang frequencies and the amplitude variation are same, after two frequency differences, its same change quantity can counterbalance mutually. It’s survey most high accuracy may reach %FS. American Silicon Microstructure Inc.(SMI) the pany develops a series of low ends, linear in % to 65% scope silicon micro pressure transmitter, the lowest full measuring range is (1KPa), it makes take the silicon as the material, has the unique three dimensional structure, the light slight machinefinishing, makes the wheat stone bridge many times with t