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1、 新型传感器发展前景预测及同一被测量的不同检测方法比较 摘 要 传感器技术是现代科技的前沿技术, 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, 称之为信息技术的三大支柱之一。目前敏感元器件与传感器在工业部门的应用普及率已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。因此, 传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到空前迅速的发展, 并且在相当多领域被越来越广泛的利用。 本文共两部分内容，其一为新型传感器发展前景预测，选取了智能传感器和模糊传感器，对其的技术发展路线和应用前景进行分析；其二为同一被测量的不同检测方法比较，选择了温度这一被测量，对其不同的
2、检测方法进行了原理比较。 关键字：新型传感器 温度检测原理 目 录 第一章第一章 绪绪 论论 . 2 1.1 传感器定义 . 2 1.2 传感器的分类 . 2 1.3 检测技术概述 . 2 第二章第二章 新型传感器发展前景预测新型传感器发展前景预测 . 3 2.1 新型传感器概述 . 3 2.2 智能传感器 . 3 2.2.1 智能传感器的类型 . 3 2.2.2 智能传感器的功能 . 3 2.2.3 智能传感器的特点 . 4 2.2.4 智能传感器的技术发展和应用 . 5 2.2.5 智能传感器的发展趋势 . 5 2.3 模糊传感器 . 6 2.3.1 模糊传感器的概述 . 6 2.3.2
3、模糊传感器的功能 . 6 2.3.3 模糊传感器的应用 . 7 2.3.4 模糊传感器的发展趋势 . 7 第三章第三章 同一被测量的不同检测方法比较同一被测量的不同检测方法比较 . 9 3.1 温度概述 . 9 3.2 温度的检测方法 . 9 3.2.1 接触式测量 . 9 3.2.2 非接触式测量 . 11 3.3 不同方法特点对比 . 12 参考文献参考文献 . 13 第一章 绪 论 1.1 传感器定义 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能, 并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器一般被认为由敏感元件、转换元件、测量电路三部
4、分组成, 有时还需外加辅助电源。传感器可以直接接触被测对象,也可以不接触。通常对传感器设定了许多技术要求, 有一些是对所有类型传感器都适用的, 也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本、宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作范围等。 1.2 传感器的分类 由于传感器的种类繁多, 所以分类方法也较多。 1) 按传感器的检测信息来分可分为光敏、热敏、力敏、磁敏、气敏、湿敏、压敏、离子敏和射线敏等传感器。
5、 2) 按转换原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。 3) 按其输出信号可分为模拟传感器、数字传感器和开关转换器。 4) 按传感器使用的材料可分为: 半导体传感器、陶瓷传感器、复合材料传感器、金属材料传感器、高分子材料传感器、超导材料传感器、光纤材料传感器、纳米材料传感器等。 5) 按照其制造工艺, 可以将传感器区分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器等。 1.3 检测技术概述 随着国民经济各行业及科学技术的迅速发展，以及技术水平的提高，检测技术与自动化装置学科的研究内容越来越丰富，应用范围也越来越广阔。检测技术，就是利用各种物理化学效应，选择合适的方法和装置，将生产、科研
6、、生活中的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 第二章 新型传感器发展前景预测 2.1 新型传感器概述 新型传感器是相对与传统传感器而言，随着技术的发展和时间的推移，于近年新出现的一类传感器。新型传感器在智能化、多功能化、综合性、集成化等方面有别于传统传感器的敏感特征。传感器有智能传感器、模糊传感器、微传感器等。本章主要介绍智能传感器和模糊传感器。 2.2 智能传感器 2.2.1 智能传感器的类型 所谓智能传感器就是由传感器和微处理器 (或微计算机) 及相关的电路组成的传感器。传感器将被测量转换成相应的电信号, 然后送到信号调理电路中进行滤波、放大、模一数转换后, 送到微计算
7、机中。 计算机是智能传感器的核心, 它不仅可以对传感器测量的数据进行计算、存储、处理, 还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于计算机充分发挥了各种软件的功能, 可以完成硬件难以完成的任务, 从而降低了传感器的制造难度, 提高了传感器的性能, 降低了成本。智能传感器大体上可以分三种类型, 即有判断能力的传感器、有学习能力的传感器、有创造能力的传感器。 2.2.2 智能传感器的功能 （1）自补偿功能。可以通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂、响应时间等进行自动补偿。 （2）自校准功能。操作者输入零值或某一标准量值后, 自校准软件可以自动地对传感器进行在线校准。 （3）自诊断功能。接通电源后, 可
8、以对传感器自检各部分是否正常。在内部出现操作问题时, 能够立即通知系统通过输出信号表明传感器发生故障, 并可诊断发生故障的部件。 （4）数值处理功能。根据内部的程序自动处理数据, 例如进行统计处理, 剔除异常数值等。 （5） 双向通信功能。 智能传感器的微处理器与传感器之间构成闭环, 微处理器不但接收、处理传感器的数据, 还可以将信息反馈至传感器, 对测量过程进行调节和控制, 它可以采用一种可懂且可接受的方式与系统接口。 （6）信息存储和记忆功能。 （7）数字量输出功能。智能传感器输出数字信号, 可以很方便地与计算机或接口总线相连。此外, 新兴的智能传感器技术还包括遥控设定、可编程序以及防止非法侵袭等特征, 在性能上更加完整和先进。 2.2.3 智能传感器的特点 a.精度高 智能传感器有多项功能来保证它的高精度，如；通过自动校零去除零点误差；与标准参考基准实时对比以自动进行整体系统标定； 自动进行整体非线形等系统误差的校正；通过对采集的大量数据的统计处理以消除偶然误差的影响；从而保证了智能传感器具有高精度。 b.高可靠性与高稳定性 智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化后引起系统特性的漂移，比如：温度变化而产生的零点和灵敏度的漂移；在当被测参数变化后能自动改换量程；能实时自动进行系统的自我检验，分析、判断所采集的数据的合理性，并给出异常情况的
