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力敏感元件与传感器的多种技术融合与渗透

力敏感元件和传感器与IC技术、MEMS技术、CPU计算机技术、通信技术相互融合、渗透,以实现力敏感元件与传感器的多功能化、集成化、智能化、微型化、无线传感器网络化。

多种技术的融合与渗透

● 将多个功能相同、相近或不同的敏感元件集成在一维或二维传感器,即在同一芯片上,集成不同敏感元件,以检测不同性质的参数,实现敏感元件的多功能化。如在同一硅片上,可制备测压元件、测差压元件、测温元件,以实现对压力、差压、温度3个参数的测量。

● 将敏感元件与调理电路、补偿电路集成在同一芯片上,使传感器由单一信号转换功能扩展到兼有检测、放大、运算、补偿功能,从而实现敏感元件及传感器的集成化。传感器的集成化对传感器的小型化、降低功耗、提高可靠性大有裨益。

● 将敏感元件与信息处理电路、控制电路集成在同一芯体上,或用封装技术封在同一单元(管壳)内,由于微处理机的引入,使传感器不仅具有听、视、嗅、味、触觉等功能,而且还具有记忆、存储、思维、判断、自诊等人工智能,即所谓传感器的智能化。

● 从传统的结构设计向以微机械加工为基础,仿真程序为工具的微结构技术方向发展,以实现传感器的微型化。传感器的微型化是指敏感元件的特征尺寸为“毫米→微米→纳米”的这类传感器,这类传感器具有尺寸上的微型化和性能上的优越性,要素上的集成化和用途上的多样性,功能上的系统化和结构上的复合性。

因此传感器的微型化决不仅仅是尺寸上的缩微与减小,而是一种有新机理、新结构、新作用和新功能的高科技微型系统。传感器的微型化主要得益于半导体刻蚀加工技术、大规模集成电路制造技术、精密超细加工技术和LIGA技术。具有代表性的微型器件有:微压力传感器、微加速度计、微陀螺、微流量传感器等。

● 无线传感器网络技术(WSN),这也是力敏传感器发展的主要趋势之一。这是一种全新的信息获取和处理技术,无线传感器网络由随机分布的集成传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成,它借助于节点中内置的形式多样的传感器,协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象信息,对其进行处理和发送,实现物理世界、计算机世界和人类社会的有效连通。

无线传感器网络因其抗干扰性强、监测精度高、覆盖区域大等特点,在军事应用、智能家庭、网络等多个应用领域均有广泛的应用前景。无线传感器网络是本世纪人类面临的一个发展机遇,它将改变人们的生活,甚至将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革,因此受到各国高度重视。


(责任编辑:Ioter)

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