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分析儀器和傳感器朝向智能化方向發(fā)展

    分析儀器是我國科技、經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，無論在工業(yè)過程控制、設(shè)施農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學、環(huán)境控制、食品安全乃至航空航天、國防工程等領(lǐng)域，均迫切需要各類新型傳感器作為信息攝取源的小型化、專用化、簡用化、家庭化的新一代分析儀器，以迅速改變我國分析儀器的落后狀況。
　　
　　傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，傳感器產(chǎn)業(yè)也是國內(nèi)外公認的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。
　　
　　幾十年來，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，促進了傳感器技術(shù)的發(fā)展。多學科、多種高新技術(shù)的交叉融合，推動了新一代傳感器的誕生與發(fā)展。例如：我國重點開發(fā)的MEMS、MOMES、智能傳感器、生物化學傳感器等以及今后將大力開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器、納米傳感器均是多學科、多種學科技術(shù)交叉融合的新一代傳感器。
　　
　　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(yīng)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)、LIGA技術(shù)(X光深層光刻、微電鑄和微復(fù)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。傳感器的檢測儀表，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或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。(注：MEMS技術(shù)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(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(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。
　　
　　多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)正在形成熱點，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致于融合，這是必然的趨勢，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)也促進了傳感器技術(shù)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(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(yīng)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(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域除軍事外，已適用于自動化技術(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。
　　
　　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)，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。
（來源：中國傳感器交易網(wǎng)）