傳感器技術(shù)的發(fā)展現狀與應用

在21 世紀科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，傳感器技術(shù)作為當前zui前沿的科技之一，對當前新興技術(shù)的發(fā)展有著(zhù)直接促進(jìn)作用。隨著(zhù)人們對傳感器技術(shù)的進(jìn)一步研究，多數國家將其功能等同于計算機技術(shù)及通信技術(shù)。
1 傳感器技術(shù)的發(fā)展歷史
20 世紀中期傳感器技術(shù)才剛剛問(wèn)世。此時(shí)傳感器技術(shù)與數字控制技術(shù)和計算機技術(shù)相比是遠遠落后于他們的，大部分的先進(jìn)成果仍處在實(shí)驗研究的階段，并沒(méi)有應用于生產(chǎn)和應用中，轉化率相對較低。在國外傳感器技術(shù)是在各個(gè)國家發(fā)展中的工業(yè)浪潮中出現的，早期的傳感器技術(shù)普遍應用于各國的航空領(lǐng)域、軍事技術(shù)、國家項目研發(fā)等研究中。
20 世紀60 年代我國傳感器技術(shù)在設計、研發(fā)、制造等方面已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步，已經(jīng)初步形成傳感器設計、研發(fā)、制造的發(fā)展體系。但是從總體上來(lái)看，傳感器技術(shù)還是很難適應我國科技與經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國常用的傳感器，無(wú)論在識別系統還是在信號處理上，仍以國外進(jìn)口產(chǎn)品為主。再加上我國至今沒(méi)有形成具備一定競爭力的傳感器技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)，產(chǎn)品革新及改進(jìn)速度無(wú)法跟上信息社會(huì )的發(fā)展步伐，導致產(chǎn)品應用系統及生產(chǎn)系統遠遠落后與國外一些發(fā)達國家。
2 基于生物、光電傳感器技術(shù)的研究現狀
2.1 光電傳感器技術(shù)研究現狀
光電傳感器是指以光電器件為轉換元件、以光為測量媒介的傳感器，光電傳感器具有性能高、響應快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，出現了大量的新型光電傳感器，尤其是圖像技術(shù)和激光技術(shù)的快速發(fā)展，光電傳感器的主要作用在于實(shí)現光電轉換，且作為傳感器領(lǐng)域中的重要組成部分，光電傳感器占有重要地位。目前，已經(jīng)廣泛用于科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟領(lǐng)域中，發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

2.2 生物傳感器技術(shù)研究現狀
生物傳感器的開(kāi)發(fā)和研制在學(xué)術(shù)界具有重要的影響力。在對生物傳感器技術(shù)展開(kāi)研究時(shí)，多數國家將其劃分到酶傳感器、基因傳感器、免于傳感器及細胞傳感器等多個(gè)領(lǐng)域中。需要注意的是，在整個(gè)酶傳感器中，受酶純化過(guò)程及酶自身特質(zhì)的影響，酶傳感器的使用多體現在以下三個(gè)方面：首先，通過(guò)多酶體系，針對不同化合物使用與之相符的類(lèi)型酶來(lái)催化反應，同時(shí)在條件允許的前提下，使用多酶反饋調節來(lái)提高整個(gè)催化效率，達到節省材料的目的。其次，將固定化底物電極與酶活性在一定范圍之內呈現出線(xiàn)性關(guān)系；酶電化學(xué)固定化，是指制作的厚度較小、酶含量可控酶層。
3 傳感器技術(shù)應用前景
從上述論述中不難看出，傳感器在科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。當代傳感器技術(shù)的發(fā)展與研究，尤其是基于生物學(xué)和光電通訊原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為推動(dòng)信息社會(huì )的關(guān)鍵所在。這是因為傳感器能夠憑借自身階躍相應、頻率相應等動(dòng)態(tài)優(yōu)勢及度、重復性、分辨率等靜態(tài)優(yōu)勢，即使受到外界因素的影響傳感器自身的特征必然會(huì )不穩定發(fā)生改變，進(jìn)而為實(shí)際應用造成了一定的困難。這就需要結合傳感器的實(shí)際用途及自身的使用性能，確保zui大限度的發(fā)揮傳感器的功能，進(jìn)而達到優(yōu)化傳感器的指標和參數的目的，例如高精度、高靈敏度、抗老化、低成本、無(wú)遲滯性等等。
現代傳感器技術(shù)的應用前景可以概括為以下四個(gè)方面：*，新型傳感器的開(kāi)發(fā)應用。隨著(zhù)超導材料、光導纖維的研發(fā)應用，憑借人工智能材料感知、識別、判斷的功能優(yōu)勢，將這些新材料應用到新型傳感器的研究中已經(jīng)為可能。第二，加快集成化功能傳感器的開(kāi)發(fā)步伐，在原有的基礎上擴大傳感器的使用功能，如多維圖像化功能、時(shí)序控制軟件的應用，能夠將傳感器單一的信號傳播功能擴展為信號傳播、補償、運算等多個(gè)方面。在實(shí)際運行過(guò)程中，經(jīng)常做到軟件和硬件兩方面集成，其包括：傳感系統硬件集成、傳感器陣列集成、數據集成與融合、復合傳感器等。多功能是指儀器具有多種功能，也就是指任何一個(gè)傳感器在運行中，能夠檢測到兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數，在節省檢測成本的同時(shí)，還能有效的提高傳感器的工作效率。第三，在原有的基礎上減小傳感器的體積，實(shí)現傳感技術(shù)元器件與硬件系統的微小型化。通過(guò)集成電路微小型化實(shí)驗，從傳感技術(shù)硬件系統中提高其質(zhì)量、生產(chǎn)率、可靠性和處理質(zhì)量，減少對環(huán)境污染，節約資源。第四，將傳感器融入到多種學(xué)科中，實(shí)現信息技術(shù)與多個(gè)學(xué)科的交叉融合，實(shí)現無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用發(fā)展。與有限傳感器相比，無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò )是由微小傳感器和無(wú)限通訊構成的網(wǎng)絡(luò )系統。通過(guò)這一系統不難看出，現在使用的傳感器技術(shù)具有很大的發(fā)展潛力，擁有具大的開(kāi)發(fā)空間。在不久的將來(lái)，傳感器技術(shù)會(huì )更迅速的發(fā)展，并可應用到多個(gè)領(lǐng)域中，成為人類(lèi)生活中的重要組成部分。