“传感器与数据采集系统”实验装置设计文献综述

 2022-11-14 05:11

传感器与传感器技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志,也是判断一个国家科学技术现代化程度与生产水平高低的重要依据。本文献综述首先阐述传感器技术的国内外研究现状及发展趋势,并重点介绍毕业设计课题中将要使用的几类传感器。

  1. 引言

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[1]。其主要特征是能感知和检测某一形态的信息、并将其转换成另一形态的信息[2]。数据采集过程是对一个或多个信号获取对象信息的过程。数据采集器是一种具有实验室或现场进行实时数据采集、自动存储记录、信号预处理、即时显示、即时状态分析、自动传输等功能的自动化设备[3]

传感器技术是现代科技的前沿技术,发展迅猛,同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,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。现代传感器技术具有巨大的应用潜力,拥有广泛的开发空间,发展前景十分广阔[4]

  1. 研究现状与发展趋势

2.1 研究现状

当前社会是向着信息化、网络化方向迈进的社会,传感器技术的发展成为科学技术发展的重要标志。传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础,是一门多学科交叉的现代科学技术,被公认为现代信息技术的源头。

近些年,传感器技术发展很快,取得了许多新进展,尤其在气体传感器、生物传感器、视觉传感器等方面取得了很多进展。美国麻省理工学院华人科学家张曙光领导的研究小组借助一种特殊溶液,成功地找到了大规模制造嗅觉感受器的办法;同样是麻省理工学院的研究人员利用气相色谱-质谱技术感受识别气体分子,研制出一种能对微量有毒气体做出强烈反应的微型传感器;俄罗斯科学家以从一种普通蘑菇中提取的混合物为原料,与压电石英晶体构成谐振式传感器,能够探测空气中含量极低的酚成分;日本科学家研制出能快速识别流感病毒的纳米传感器,有望以纳米技术为快速识别流感病毒、乙型肝炎病毒、疯牛病病原体和残留农药等物质提供新手段;美国国家标准与技术研究院研发出一种超灵敏微型核磁共振(NMR)传感器,该微型传感器与微流体通道并列置于一个硅芯片之上,这项技术将核磁共振的探测灵敏度提升到一个新的台阶,将在化学分析中具有广泛的应用前景[5]

我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后,随着国民经济信息化进程的加快,之后又进入持续快速发展的新时期[6]。我国传感器技术虽然与国外相比还有很大差距,但近两年也取得了一些进展和突破,诞生了一些新产品,有些在国家重大型号工程中获得应用。但当前我国的传感器技术的发展还有一些方面需要优化,由于传感器技术对我国的经济发展有着重要的促进作用,所以我们要重视对这一技术的理论研究和实际应用[7]

2.2 发展趋势

随着科学技术的发展,各国对传感器技术在信息社会的作用有了新的认识,认为传感器技术是信息技术的关键之一,认识到传感器技术是影响人们生活水平的重要因素之一,传感器技术发展趋势之一是开发新材料、新工艺和开发新型传感器;其二是实现传感器的多功能高精度、集成化和智能化;三是通过传感器与其它学科的交叉整合,实现无线网络化[8]

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