关于传感器技术的发展和应用研究

郭文一

内蒙古乌兰察布职业学院中专部

关于传感器技术的发展和应用研究

郭文一

内蒙古乌兰察布职业学院中专部

传感器技术是现阶段科技中极具发展潜力的应用，现阶段的传感器广泛技术应用于城市建设、医疗等各个专业。本文先简述了传感器的发展历程，并介绍了新型传感器技术的应用，并在文章的后半部分简述了传感器在今后发展中面临的问题，以及传感器发展的趋势。

传感器；应用；发展；概述；现状；问题

引言

21世纪是信息大爆炸时代，在这个时代，人们主要依靠接收和发送信息来获得自己想要的物质或者利益。而传感器则是以获取自然信息为主要手段，传感器是现代科技中的中枢系统，有着不可替代的地位。这就预示着现代传感器技术会有很大的发展前景和发展空间。

一、我国传感器技术发展概述

我国研制传感器技术的时间并不长，可以说我国的传感器技术还处在发展阶段，在某些专业中，传感器技术应用还不算成熟。但是目前我国已经形成了研发、设计、制造、生产、应用的完整产业链。某些专业的传感器技术已经在国际上确立了一定的地位，但是随着我国经济快速发展，传感器技术还不能适应我国的快速发展，新型传感器技术在我国发展还会面临很大问题。

二、新型传感器技术应用介绍

1、光电传感器

光电传感器就是以光为传播媒介，利用光进行信息传播。该类型的传感器具有反应快、非接触的优点。随着光电科技的进一步普及，光电传感器将会在各类监测系统中大放异彩，尤其是在非接触传感器中占据着不可一世的地位。

光电传感器工作的机理是：传感器的光电元件将光信号转变为电信号。这种转换方式不仅提高了信息的传播速度，还能增强了信息抗干扰能力。除此之外，光电传感器还能对光信息进行捕捉、放大和输出。

2、生物传感器

现阶段的生物传感器主要分为两个部分，一是生物功能物质分子地识别；二是生物物质分子地转换。例如：当生物传感器的伪装“膜”与被测物质相互接触时，膜上的活性物质就会选择较为合适的分子与接触物质相互作用，从而使得传感器具有识别作用；而转换作用则是由于传感器的膜与外界发生共价反应，膜的通透性发生了改变，从而进行了一系列的电化学反应，将生物信号转变为电信号，这就实现了生物传感器的转换功能。

三、现阶段传感器技术发展面临的问题

1、通信受限

现阶段传感器所使用的通信协议主要是基于ZIG-BEE协议来进行日常工作，使用该协议的传感器虽然支持无线距离通信功能，但是这种功能只是基于理论基础，由于现实生活中的信号干扰较强，传感器基本无法实现无线距离信息传输功能。一旦传感器遭遇恶劣的天气环境、复杂的地形、不良的通信环境，那么传感器将无法正常工作。通信受限，将会是阻碍传感器技术发展的主要问题之一。

2、传感器电量有限

传感器所携带的电量是有限的，有限的电量严重影响着传感器的民用普及。在今后的发展中，传感器电量地研究主要包括两个方面，一是传感器节能技术地研究；二是传感器新型电池地研究。

3、传感器计算能力有限

传感器今后的发展方向无疑是走微小型路线。而嵌入式处理器则满足了传感器微小型的需求，嵌入式处理器具有较强的计算能力和信息处理能力。但是他们的转换方式过于复杂，一旦进行数据传播，就会产生大量无用数据。因此，现阶段的研究难点主要集中在提高传感器的数据处理上。

4、维护难度高

传感器在工作时不是单一个体进行工作，而是群体性工作。单个传感器组成一个网络，这样才能实现基本的工作。但是随着传感器数量增多，传感器的后期维护工作也变得更为困难。这不仅需要强大的硬件支持，还需要传感器有着极强的适应性和修复功能。这也是传感器在今后发展中将会面临的主要问题。

四、传感器发展趋势

1、新材料为基础开发新型传感器

随着纳米材料和光导纤维材料地广泛应用，传感器技术与人工智能材料相结合，将会为传感器发展打造更有潜力的发展前景。人工智能材料具有高敏感度，它能够感知环境中的细微变化，同时该种材料与传感器技术结合之后还具有识别、判断、处理等功能，能够按照设计者的要求自动发出、接收信息。

2、集成化多功能传感器地研发

集成化传感器也是传感器技术今后发展的方向之一。那么何谓集成化呢？集成化是传感器同一功能的元件并列以及功能上的一体化。这种新型传感器技术可以实现两种功能，一是由一种检测信号变为检测多种参数、多种维度的图像信号，同时还能够加入时间控制器来实现更多操作功能；二是将单一的信号进行转换，研发成计算、扩大、补偿等其他功能的传感器。使用“一器多能”制造的传感器不仅节约了经济成本，还提高了传感器的工作效率。

3、实现硬件系统与元器件微小化

微型化、微小化是今后传感器元件发展的主要趋势。现阶段我们可以利用集成电路微小化的经验，将某些传感器的硬件系统也微小化，这样不仅能提高传感器的工作效率、处理速度、工作质量还能降低传感器地研制成本，减少碳排放，从而减少对环境地污染。这种方式在现阶段的传感器市场中已经取得了极大的经济效益，不仅增强了传感器的市场潜力，也保护了自然环境。

4、基于无线网络的新型传感器

信息时代地到来，传感器技术当然不会放过与无线网络结合的机会。无线传感器是传感器技术发展的另一个方向，无线传感器具有无线通信能力和计算能力，这能够满足使用者的任何需求。将微型传感器和无线网络相结合，形成微型无线传感器，这基本实现了人工智能、无线网络、自动控制多门科学相交叉的综合传感器技术。这种类型的传感器可以适应各种复杂的工作环境，为使用者提供最大限度地帮助。

结语

总而言之，传感器是进入21世纪以来最具发展潜力的科学技术，也是当前各个国家大力发展的技术之一，其发展空间是不可估量的。值得一提的是，我国在传感器地研发上还远不如发达国家。因此，我国在研发传感器时应该更注重基础技术地研究，不能好高骛远，应该一切从实际出发，这才有助于我国形成规模化的传感器产业链。

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[2]李小玲.传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用[J].现代电子技术,2013(01)：167-169.

[3]王爱玲,房亚民.电容传感器寄生电容干扰的产生原因及消除方法[J].华北科技学院学报,2012(01)：156-157.

郭文一（1981-），女，内蒙古乌兰察布市，本科，讲师，内蒙古乌兰察布职业学院中专部。