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科普知識
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應變式壓力傳感器

傳感器與傳感器技術的發展趨勢

發布日期:2022-08-21 點擊率:50

  隨著現代科學技術的發展,作為“五官”(感覺)的傳感器遠遠趕不上作為“大腦”的計算機的發展速度,信息采集技術滯后于信息處理技術。特別是現代測控系統自動化、智能化的發展,要求傳感器的準確度高、可靠性高、穩定性好,而且具有一定的數據處理能力和自檢、自校、自補償能力,有些場合還需要能同時測量多個參數的體積小的多功能傳感器。現代傳感器中主要分為:稱重傳感器、壓力傳感器、扭矩傳感器、霍爾傳感器、流量傳感器、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等系列;傳感器與傳感器技術的發展水平已成為判斷一個國家科學技術現代化程度與生產水平高低的重要依據,也是衡量一個國家綜合實力的重要標志。傳感器的研究、開發和應用技術受到各國政府和科技人員的高度重視。

  目前,傳感器與傳感器技術的主要發展趨勢:一是開展基礎研究,探索新理論,發現新現象,開發傳感器的新材料和新工藝;二是實現傳感器的集成化、多功能化和智能化。

  發現新現象

  傳感器工作的基本原理就是各種物理現象、化學反應和生物效應,所以發現新現象與新效應是發展傳感器技術、研制新型傳感器的重要理論基礎。例如日本夏普公司利用超導技術研究成功高溫超導磁傳感器,是傳感器技術的重大突破,其靈敏度比霍爾器件高,僅次于超導量子干涉器件(SQUID),而其制造工藝遠比超導量子干涉器件簡單,它可用于磁成像技術,具有廣泛的推廣價值。

  開發新材料

  新型傳感器敏感元件材料是研制新型傳感器的重要物質基礎,因此必須開發新型的傳感器敏感元件,特別是物性型敏感材料。例如半導體氧化物可以制造各種氣體傳感器;而陶瓷傳感器工作溫度遠高于半導體;光導纖維的應用是傳感器材料的重要突破,用它研制的傳感器與傳統的傳感器相比較具有其突出特點;高分子聚合物材料作為傳感器敏感材料的研究,已引起國內外學者極大興趣。

  采用微細加工技術

  半導體技術中的加工方法如氧化、光刻、擴散、沉積、平面電子工藝、各向異性腐蝕以及蒸鍍、濺射薄膜工藝都可引進用于傳感器制造,因而產生了各式各樣新型傳感器。例如,利用半導體技術制造出壓阻式傳感器;利用晶體外延生長工藝制造出硅一藍寶石井下數字壓力傳感器;利用薄膜工藝制造出快速響應的氣敏傳感器;利用各向異性腐蝕技術進行高精度三維加工,在硅片上構成孔、溝、棱、錐、半球等各種形狀研制出全硅諧振式壓力傳感器。

  

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