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???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(luò)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)和軍事變革,，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中,，應該在引進國外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面都不放松,。在引進國外先進技術(shù)中，可以提高自己的技術(shù),，同時也滿足了國內(nèi)市場的需求,，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

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????傳感器和檢測儀表的重要性

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????工業(yè)設(shè)備在制造過程中及整機性能測試中會遇到各種機械量和幾何量,，有些工業(yè)設(shè)備在運行中還要經(jīng)常對一些機械量,、電量進行檢測或監(jiān)視。這些機械量有位移、速度,、加速度,、力、力矩,、功率,、壓力、流量,、溫度,、硬度、密度,、溫度,、比重和粘度等，幾何量有長度,、角度,、形狀、位置,、表面粗糙度,、表面波形等，這些均屬于物理量,。實際在人們生產(chǎn),、生活和科學實驗中還會遇到化學量、生物量(包括醫(yī)學),，而所有這一切,，從信號的角度來看，都需要通過傳感器,，將其轉(zhuǎn)換成電信號(近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號),，而后再進行信號的傳輸、處理,、存儲,、顯示、控制……,，從信息的角度看,，這些信號連同聲音和圖像信息都是信息的源頭，所以傳感器和檢測儀表,、測量儀表是信息科學技術(shù)的三部分(信息獲取,、信息傳輸、信息處理)中的重要部分,。

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????在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)備可以增值；工業(yè)設(shè)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(shè)備的用途擴大,。綜上所述,，作為工業(yè)設(shè)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(shè)備更新?lián)Q代的必要條件,。

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????傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變的電信號的器件，而檢測儀表在模擬電路情況下,，一般是包括傳感器,、檢測點取樣設(shè)備及放大器(進行抗干擾處理及信號傳輸)，當然還有電源及現(xiàn)場顯示部分(可選擇),，電信號一般分連續(xù)量,、離散量兩種，實際上還可分成模擬量,、開關(guān)量,、脈沖量等，模擬信號傳輸采用統(tǒng)一信號(4~20mADC等),。數(shù)字化過程中,，檢測儀表變化比較大，經(jīng)過幾個階段,，近來多采用ASIC專用集成電路,，而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個器件中，完成信息獲取,、處理,、傳輸、存貯等功能,。在自動化儀表中經(jīng)常把檢測儀稱為變送器,，如溫度變送器、壓力變送器等。

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????因為傳感器用于各行各業(yè),，加之這些年來,，家用電器、汽車,、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展,，對傳感器需求大增，所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快,，形成獨立的產(chǎn)業(yè),，這就拉動了工業(yè)設(shè)備，特別是半導體,、設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,，所以中國有必要特別關(guān)注傳感器產(chǎn)業(yè)。

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????傳感器產(chǎn)品品種多,，采用的科學原理多,，技術(shù)密集，具有多樣性,、邊緣性,、綜合性和技藝性，需要多學科,、多種高新技術(shù)配合,，雖然具有高附加效益，但本身價格不高,，所以要推動傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，是有難度的。

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????傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀

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????傳感器產(chǎn)品的門類品種繁多,，用于流程工業(yè)的主要有：溫度傳感器,、壓力傳感器、重量傳感器,、流量傳感器,、液位傳感器、氧敏傳感器,各種力敏傳感器,、氣敏傳感器,、分析儀表等，用于機械工業(yè)的還有：開關(guān)類的接近/定位傳感器,、安全門開關(guān)等安全傳感器,、旋轉(zhuǎn)編碼器、視覺傳感器,、速度傳感器,、加速度傳感器等,。

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?? ?目前國內(nèi)傳感器共分10大類，24小類,，6000個品種,。而國內(nèi)品種更多，如美國約有17000種傳感器,，所以我國發(fā)展傳感器品種的領(lǐng)域很寬廣。

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????中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,，增長速度超過15%,，2003年銷售額為186億元，同比增長32.9%,；而世界非軍用傳感器市場1998年為325億美元,，平均增長率為9%，預計2008年將增加到506億美元,。2003年中國傳感器應用四大領(lǐng)域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品,、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品專用設(shè)備,，其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的33.5%,。由于改革開放，我國巨大的市場,，引來了各國廠商如西門子,、橫河、霍尼韋爾,、歐姆龍,、邦納等公司，這為最終用戶和工業(yè)設(shè)備制造廠帶來了很大的便利,，而國內(nèi)傳感器和檢測儀表生產(chǎn)雖有發(fā)展,，但這遠不能跟上形勢的要求。各國傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴大,，美國約有1300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家,，100多個研究院所和院校，日本有800家廠商,。我國近年建立了傳感器技術(shù)國家重點實驗室,、微米/納米國家重點實驗室等研發(fā)基地，初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè),，2000年總產(chǎn)量超過13億只,，目前我國已有1688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，其中從事MEMS研制生產(chǎn)的已有50多家,，到“十五”末期,，敏感元件和傳感器年總產(chǎn)量已達到20億只,。

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????我國在參與國際傳感器市場競爭方面也走出了新路子，如沈陽儀表科學研究院的“傳感器國家研究中心”,，已向美國出口力敏傳感器芯片40萬只,。

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????傳感器技術(shù)包括敏感機理、敏感材料,、工藝設(shè)備和計測技術(shù)四個方面,，約有30多種技術(shù)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,，傳感器技術(shù)發(fā)展很快,，我國研發(fā)的力量尚需大量投入，特別要加強具有自主知識產(chǎn)權(quán)的傳感器的開發(fā),、科研成果的轉(zhuǎn)化及傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化問題,，在我國更是迫在眉睫的問題，在批量生產(chǎn)情況下,，控制傳感器產(chǎn)品性能(主要是穩(wěn)定性,、可靠性)，使之合格率很高,，就需要有先進的制造工藝和自動化水平很高的工藝設(shè)備,，我國應在開發(fā)專用工藝設(shè)備上下功夫，解決傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的“瓶頸”問題,；在傳感器的應用上,，特別是新型傳感器的應用上，還沒大力推廣,，改革開放創(chuàng)造了有利條件,，各種工業(yè)設(shè)備應用了先進的傳感器，這擴大了傳感器市場,，也使我國新型傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化有了動力,。

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????我國在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中，應該兼顧引進國外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面,。在引進國外先進技術(shù)中,，可以提高自己的技術(shù)，同時也滿足了國內(nèi)市場的需求,，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模,。如橫河公司最近發(fā)布的EJX多變量變送器，就是個可以考慮引進技術(shù)的例子,，它精度高(0.025%),、智能化程度高，采用現(xiàn)場總線技術(shù),，由于能把質(zhì)量流量,、介質(zhì)壓力及導管堵塞,、診斷、蒸氣伴熱診斷和孔板磨損情況等多種變量和信息經(jīng)現(xiàn)場總線傳輸給中央控制室,；對保證生產(chǎn)和提供設(shè)備維護信息,、保證安全運行都很有利，這種新型變送器的發(fā)展,，配合了自動化系統(tǒng)管控一體化的變革,，只有信息源頭能力強了，信息豐富了,，才能使信息化更好促進生產(chǎn)力發(fā)展,。

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????另外，它有廣闊的市場,，因為它在石油化工、冶金,、電力等多個行業(yè)均用量很大,。

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??? 傳感器和檢測儀表的發(fā)展趨勢

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????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(luò)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)和軍事變革，是21世紀新的經(jīng)濟增長點,。

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??微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)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(shù),，包括體微機械加工技術(shù),、表面微機械加工技術(shù)、L1GA技術(shù)(X光深層光刻,、微電鑄和微復制技術(shù)),、激光微加工技術(shù)和微型封裝技術(shù)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,。傳感器和檢測儀表,，在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上,，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關(guān)集成電路(運算放大器,、A/D,、D/A、存貯器,、網(wǎng)絡(luò)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(luò)化,、系統(tǒng)化,。網(wǎng)絡(luò)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)的需求,，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)最流行的有FF,、Profibus,、CAN、LonWorks,、AS-I,、Interbus、TCP/IP等,。

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????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(shù),，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(luò)化傳感器、智能傳感器,、模糊傳感器,、多功能傳感器等。

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????多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)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(chǔ)上的更高層次的綜合決策過程,。有鑒于傳感器技術(shù)的微型化,、智能化程度提高，在信息獲取基礎(chǔ)上,，多種功能進一步集成以至于融合,，這是必然的趨勢。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促??概括為：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(shù)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,，降低其不確定性,，獲得對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,，所以逐步推廣應用。應用領(lǐng)域除軍事外,，還適用于自動化技術(shù),、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(shù)等方面。

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