檢測儀表與傳感器發(fā)展趨勢預測

    檢測儀表與傳感器發(fā)展趨勢預測。

    在現(xiàn)代工業(yè)設備中，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，安全等級也可以提高，設備可以增值;工業(yè)設備作為自動化系統(tǒng)的控制對象或作為自動化系統(tǒng)的一部分，必須能與自動化系統(tǒng)的三部分(檢測、控制、執(zhí)行)相兼容或提供接口，使之集成為一個有機的整體，無論是單機自動化或作為大型自動化裝置的一部分，都使該工業(yè)設備的用途擴大。綜上所述，作為工業(yè)設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)設備更新?lián)Q代的必要條件。

    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。新型傳感器的特點是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導致建立新型工業(yè)，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術基礎上的，目前已成功應用在硅器件上形成硅壓力傳感器(如上述EJX變送器)。微電子機械加工技術，包括體微機械加工技術、表面微機械加工技術、LIGA技術(X光深層光刻、微電鑄和微復制技術)、激光微加工技術和微型封裝技術等。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。傳感器的檢測儀表，在微電子技術基礎上，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關集成電路(運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網(wǎng)絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化。(注：MEMS技術還完成了微電動機或執(zhí)行器等產(chǎn)品，將另作文介紹)網(wǎng)絡化方面，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)的特點，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
    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，如新一代光纖傳感器、超導傳感器、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)絡化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
多傳感器數(shù)據(jù)融合技術正在形成熱點，它形成于20世紀80年代，它不同于一般信號處理，也不同于單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量，而是對基于多個傳感器測量結(jié)果基礎上的更高層次的綜合決策過程。有鑒于傳感器技術的微型化、智能化程度提高，在信息獲取基礎上，多種功能進一步集成以致于融合，這是必然的趨勢，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術也促進了傳感器技術的發(fā)展。多傳感器數(shù)據(jù)融合的定義概括：把分布在不同位置的多個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，采用計算機技術對其進行分析，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，加以互補，降低其不確實性，獲得被測對象的一致性解釋與描述，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應的快速性和正確性，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，即容錯性、互補性、實時性、經(jīng)濟性，所以逐步得到推廣應用。應用領域除軍事外，已適用于自動化技術、機器人、海洋監(jiān)視、地震觀測、建筑、空中交通管制、醫(yī)學診斷、遙感技術等方面。