传感器的发展及应用综述
姓名： 邹士伟 班级: 11机制3 学号：115302352
摘要：传感器技术是实现测试和自动控制的重要环节。随着科学技术的迅猛发展, 传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科技突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。 关键词：传感器 研究 应用 发展
引言
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的作用十分明显。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
一、传感器简介
（一）传感器解释
传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。其利用物理效应. 化学效应. 生物效应，把被测的物理量，化学量，生物量等非电量转换成电量。传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件直接感受或响应被测量的部分。有时也将敏感元件称为传感器。转换元件能将敏感元件感受或响应的被
测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
（二）传感器的地位
传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛， 同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。
三、传感器的应用
（一） 传感器应用领域概述
就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响；目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH 值、离子浓度及生物分子浓度等。传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域，如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。
（二）传感器具体应用
1．在自动检测与自动控制系统中广泛应用
电力、冶金、石化、化工等流程工业中，通常建立24小时在线监测系统。石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。车身到位检测。光线传感器检测标签，多种
气体检测系统。在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂时，必须对其性能质量检测。
2．在医学上的应用
对人体的健康状况进行诊断需要进行多种生理参数的测量。国内已经成功地开发出了用于测量近红外组织血氧参数的检测仪器。人类基因组计划的研究也大大促进了对酶、免疫、微生物、细胞、DNA 、RNA 、蛋白质、嗅觉、味觉和体液组份以及血气、血压、血流量、脉搏等传感器的研究。
3．在环境保护中的应用
保护环境和生态平衡，实现可持续发展，必须进行大气监测和江河湖海水质检测，需要大量用于污水流量、PH 值、电导、浊度、COD 、BOD 、TP 、TN 、矿物油、氰化物、氨氮、总氮、总磷、金属离子浓度特别是重金属离子浓度以及风向、风速、温度、湿度、工业粉尘、烟尘、烟气、SO2、NO 、O3、CO 等参数测量的传感器，这些传感器中大多数亟待开发。
4．在遥感技术中的应用
飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波。船舶：超声波传感器。
（三）传感器的市场规模
2010年，流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%;压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征; 未来传感器市场的主要增长将来自于无线传感器、微系统传感器、生物传感器等新兴传感器。
传感器已进入人们的日常工作和家庭生活中，并已在国民经济各部门以及国防建设中得到广泛应用，为中国现代化建设作出了应有的贡献。
四、当今传感器的研究水平
（一）国内传感器的研究现状
1. 传感器的重视
传感器是流程自动控制系统和信息系统的关键基础之器件，自动化技术水平越高，对传感器技术依赖程度越大。在信息社会中，需要用传感器来检测许多非电量信息，如力、压力、流量、速度、温度、湿度以及生物量等等。传感器技术是涉及国民经济及国防科研各领域的重要技术。由以上传感器的作用和地位可以看出，如果不建立我国自己的传感器产业，而一味依赖进口来满足需要，国民经济及国防力量的加强受到制约，因此必须尽快地发展我国的传感器产业。
2国家对提高我国传感器研究水平采取了一系列的措施
中国科学院建立了传感技术国家重点实验室；在沈阳仪器仪表工艺研究所建立了传感器国家工程研究中心；国家计委将传感器技术研究列为国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目；国家科委在“863”计划高技术项目中也列入了有关传感器技术研究。通过上述措施不仅使我国传感器研究水平与国外的差距迅速减小，而且在科研单位及高校中形成了一支具有较高水平的传感器研究队伍，如沈阳仪器仪表工艺研究所、中国科学院合肥智能机械研究所、中国科学院上海冶金所、清华大学、复旦大学等单位均有专业研究队伍，他们目前均在知识创新及技术创新方面开展研究工作。 “八五”、“九五”期间，我国有关传感器产业的相关专业部门，如信息电子部、机械工业部等，都分别组织有关科研和生产的专家制订我国“传感器产业发展规划”，规划的制订将有序地调整我国传感器产业结构，迅速合理地发展传感器产品，这无疑对建立我国传感器产业有积极的作用。
3. 我国传感器的发展
在政府的支持下，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。国内传感器产业在“双加工程”即：加快力度加快发展的方针指导下，建立了中国敏感元器件与传感器生产基地。目前，国内有三大传感器生产基地，分别为：“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济; “陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”，主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标; “黑龙江基地”，主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。
目前我国已有1700多家从事传感器的生产和研发的企业，其中从事微系统研制、生产的有50多家，早在2009年底，敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只，传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种。
4. 我国传感器的发展的不足
我国从事传感器研究和生产的单位约1300家，居世界第一，但真正形成规模的却寥寥无几。多数企业是低水平的重复。传感器属于多学科交叉、技术密集的高技术产品，其技术水平决定于科学研究的水平，而我国在传感器研究方面科研投资强度偏低，科研设备落后，加之我国存在科研和生产脱节的现象，所以影响了传感器科研成果的转化较低，阻碍了传感器产业的发展。
（二）国外传感器研究现状
1力敏
提高集成度，利用硅微机械加工技术制作微结构，采用智能化，提高精度和灵敏度。 2气敏
采用薄膜ＦＥＴ（场效应晶体管）和微电子技术进一步小型化；通过信号处理增加选择性和灵敏度；采用新材料和新工艺，如用Ｌ—Ｂ膜 制作快速气体传感器｝ 多元传感器阵列，开发新的传感器体系，如嗅觉、视觉。
3湿敏
超精细陶瓷粉末技术，高分子材料，提高工作温度，多功能化（如湿度一温度一气流一气味一辐照一体化的所谓“舒运”传感器）。
4热敏
薄膜化，快速响应，提高工作温度。
五、传感器的发展趋势
传感器今后的发展趋势向集成化、多功能化、智能化、数字化发展，以满足在工业生产中不断进步的需求(1)集成化：集成（传感器、放大器、运算器、补偿器等）；组合（不同功能的传感器）；排列（成矩阵）。(2)多功能化：如温度与湿度、气敏与湿度、速度与长度等多功能传感器。(3)智能化：不但能对外界信号进行转换与测量，同时还具有记忆存储、运算及数据处理等功能。(4)数字化：数字显示与微处理机的应用，使传感器应用更为方便，可提高稳定性及精度，简化结构。
总结
当前我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展。我国在传感器生产产业化过程中，
应该兼顾引进国外技术和自主创新两方面。提高自己的技术，满足国内市场的需求。因此，要抓住机遇，立意创新，迎接挑战，坚持走科技与产业相结合的道路，加强具有自主知识产权的新型传感器的开发，加速现有科研成果的转化和产业化，迅速提高国产传感器的市场占有率，这才是我国传感器产业自身发展的当务之急，也是我国传感器发展的必由之路。
参考文献
【1】 王雪文. 张志勇. 传感器原理及应用[M]. 北京 北京航空航天大学出版社
2004
【2】 刘迎春. 传感器原理、设计与应用[M]. 长沙 国防科技大学出版社1992
【3】 陈杰. 黄鸿. 传感器与检测技术[M]. 北京 高等教育出版社2010.
传感器的发展及应用综述
姓名： 邹士伟 班级: 11机制3 学号：115302352
摘要：传感器技术是实现测试和自动控制的重要环节。随着科学技术的迅猛发展, 传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科技突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。 关键词：传感器 研究 应用 发展
引言
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的作用十分明显。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
一、传感器简介
（一）传感器解释
传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。其利用物理效应. 化学效应. 生物效应，把被测的物理量，化学量，生物量等非电量转换成电量。传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件直接感受或响应被测量的部分。有时也将敏感元件称为传感器。转换元件能将敏感元件感受或响应的被
测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
（二）传感器的地位
传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛， 同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。
三、传感器的应用
（一） 传感器应用领域概述
就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响；目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH 值、离子浓度及生物分子浓度等。传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域，如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。
（二）传感器具体应用
1．在自动检测与自动控制系统中广泛应用
电力、冶金、石化、化工等流程工业中，通常建立24小时在线监测系统。石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。车身到位检测。光线传感器检测标签，多种
气体检测系统。在汽车、机床、电机、发动机等产品出厂时，必须对其性能质量检测。
2．在医学上的应用
对人体的健康状况进行诊断需要进行多种生理参数的测量。国内已经成功地开发出了用于测量近红外组织血氧参数的检测仪器。人类基因组计划的研究也大大促进了对酶、免疫、微生物、细胞、DNA 、RNA 、蛋白质、嗅觉、味觉和体液组份以及血气、血压、血流量、脉搏等传感器的研究。
3．在环境保护中的应用
保护环境和生态平衡，实现可持续发展，必须进行大气监测和江河湖海水质检测，需要大量用于污水流量、PH 值、电导、浊度、COD 、BOD 、TP 、TN 、矿物油、氰化物、氨氮、总氮、总磷、金属离子浓度特别是重金属离子浓度以及风向、风速、温度、湿度、工业粉尘、烟尘、烟气、SO2、NO 、O3、CO 等参数测量的传感器，这些传感器中大多数亟待开发。
4．在遥感技术中的应用
飞机及航天飞行器：近紫外线、可见光、远红外线、微波。船舶：超声波传感器。
（三）传感器的市场规模
2010年，流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%;压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征; 未来传感器市场的主要增长将来自于无线传感器、微系统传感器、生物传感器等新兴传感器。
传感器已进入人们的日常工作和家庭生活中，并已在国民经济各部门以及国防建设中得到广泛应用，为中国现代化建设作出了应有的贡献。
四、当今传感器的研究水平
（一）国内传感器的研究现状
1. 传感器的重视
传感器是流程自动控制系统和信息系统的关键基础之器件，自动化技术水平越高，对传感器技术依赖程度越大。在信息社会中，需要用传感器来检测许多非电量信息，如力、压力、流量、速度、温度、湿度以及生物量等等。传感器技术是涉及国民经济及国防科研各领域的重要技术。由以上传感器的作用和地位可以看出，如果不建立我国自己的传感器产业，而一味依赖进口来满足需要，国民经济及国防力量的加强受到制约，因此必须尽快地发展我国的传感器产业。
2国家对提高我国传感器研究水平采取了一系列的措施
中国科学院建立了传感技术国家重点实验室；在沈阳仪器仪表工艺研究所建立了传感器国家工程研究中心；国家计委将传感器技术研究列为国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目；国家科委在“863”计划高技术项目中也列入了有关传感器技术研究。通过上述措施不仅使我国传感器研究水平与国外的差距迅速减小，而且在科研单位及高校中形成了一支具有较高水平的传感器研究队伍，如沈阳仪器仪表工艺研究所、中国科学院合肥智能机械研究所、中国科学院上海冶金所、清华大学、复旦大学等单位均有专业研究队伍，他们目前均在知识创新及技术创新方面开展研究工作。 “八五”、“九五”期间，我国有关传感器产业的相关专业部门，如信息电子部、机械工业部等，都分别组织有关科研和生产的专家制订我国“传感器产业发展规划”，规划的制订将有序地调整我国传感器产业结构，迅速合理地发展传感器产品，这无疑对建立我国传感器产业有积极的作用。
3. 我国传感器的发展
在政府的支持下，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。国内传感器产业在“双加工程”即：加快力度加快发展的方针指导下，建立了中国敏感元器件与传感器生产基地。目前，国内有三大传感器生产基地，分别为：“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济; “陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”，主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标; “黑龙江基地”，主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。
目前我国已有1700多家从事传感器的生产和研发的企业，其中从事微系统研制、生产的有50多家，早在2009年底，敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只，传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种。
4. 我国传感器的发展的不足
我国从事传感器研究和生产的单位约1300家，居世界第一，但真正形成规模的却寥寥无几。多数企业是低水平的重复。传感器属于多学科交叉、技术密集的高技术产品，其技术水平决定于科学研究的水平，而我国在传感器研究方面科研投资强度偏低，科研设备落后，加之我国存在科研和生产脱节的现象，所以影响了传感器科研成果的转化较低，阻碍了传感器产业的发展。
（二）国外传感器研究现状
1力敏
提高集成度，利用硅微机械加工技术制作微结构，采用智能化，提高精度和灵敏度。 2气敏
采用薄膜ＦＥＴ（场效应晶体管）和微电子技术进一步小型化；通过信号处理增加选择性和灵敏度；采用新材料和新工艺，如用Ｌ—Ｂ膜 制作快速气体传感器｝ 多元传感器阵列，开发新的传感器体系，如嗅觉、视觉。
3湿敏
超精细陶瓷粉末技术，高分子材料，提高工作温度，多功能化（如湿度一温度一气流一气味一辐照一体化的所谓“舒运”传感器）。
4热敏
薄膜化，快速响应，提高工作温度。
五、传感器的发展趋势
传感器今后的发展趋势向集成化、多功能化、智能化、数字化发展，以满足在工业生产中不断进步的需求(1)集成化：集成（传感器、放大器、运算器、补偿器等）；组合（不同功能的传感器）；排列（成矩阵）。(2)多功能化：如温度与湿度、气敏与湿度、速度与长度等多功能传感器。(3)智能化：不但能对外界信号进行转换与测量，同时还具有记忆存储、运算及数据处理等功能。(4)数字化：数字显示与微处理机的应用，使传感器应用更为方便，可提高稳定性及精度，简化结构。
总结
当前我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展。我国在传感器生产产业化过程中，
应该兼顾引进国外技术和自主创新两方面。提高自己的技术，满足国内市场的需求。因此，要抓住机遇，立意创新，迎接挑战，坚持走科技与产业相结合的道路，加强具有自主知识产权的新型传感器的开发，加速现有科研成果的转化和产业化，迅速提高国产传感器的市场占有率，这才是我国传感器产业自身发展的当务之急，也是我国传感器发展的必由之路。
参考文献
【1】 王雪文. 张志勇. 传感器原理及应用[M]. 北京 北京航空航天大学出版社
2004
【2】 刘迎春. 传感器原理、设计与应用[M]. 长沙 国防科技大学出版社1992
【3】 陈杰. 黄鸿. 传感器与检测技术[M]. 北京 高等教育出版社2010.