新型传感器的应用及发展方向

杨谨遵

新型传感器的应用及发展方向

杨锦尊

(桂林空军学院　广西桂林　541003)

摘　要:介绍微传感器、智能传感器等新型传感器的原理及其在信号检测中的应用,指出传统的传感器在信号检测中存在的问题;阐述新型传感器在武器装备中的作用和地位;论述高技术战争需要新型传感器;提出新型传感器发展方向,并就传感器的发展思路、发展重点提出一些建议。

关键词:新型传感器;信号检测;武器装备;发展;应用

中图分类号:TP212　　　　　文献标识码:B　　　　　文章编号:1004373X(2006)2001702

ApplicationandDevelopmentTrendofNewTypeSensor

YANGJinzun

(GuilinAirForceAcademy,Abstract:Thisarticleintroducestheprinciplesofsensorandtheirappili2cationtosignaldetection.Itindicatestheexiststhesensorduringsignaldetection.Itexpatiatestheeffectandthein,andittellsthatitneedsthenewtypesensorinhightechwar.forthenewtypesensor,anditoffersafewideastothedevelopmentplanKeywordssensor;signaldetection;weaponequipment;development;application

1　引　言

传感器是一种把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件,其实质是一种功能块,其作用是将来自外界的各种信号转换为电信号。它是实现测试与自动控制系统的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量,那么无论是信号转换或信息处理,或者最佳数据的显示和控制都将无法实现。在现代电子信息系统中,信息采集息处理

传感器技术,信息传递

通讯技术,信

微处理器技术是现代电子信息技术的3大核

微传感器的敏感元件的尺寸一般为微米级,是由微机械加工制作而成。利用新技术和新工艺,可以制造出层与层之间有很大差别的三维微结构,包括可活动的膜片、悬臂梁、桥、凹槽、孔隙、锥体等。2.1.2　智能传感器与信号检测

所谓智能传感器是指具有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能的传感器。它不仅具有传统传感器的各种功能,而且还具有数据处理、故障诊断、非线性处理、自校正、自调整以及人机通讯等多种功能。它的产生是微型计算机和传感器相结合的结果。

从组成上看,智能传感器由主传感器、辅助传感器和微机硬件系统3部分构成。以智能压力传感器为例,主传感器是压力传感器,测量被测压力参数,辅助传感器是温度传感器和环境压力传感器。温度传感器检测主传感器工作时,由于环境温度变化或被测介质温度变化而使其压力敏感元件温度发生变化,以便根据其温度变化修正和补偿由于温度变化对测量带来的误差。环境压力传感器则测量工作环境大气压变化,以修正其影响。微机硬件系统对传感器输出的微弱信号进行放大、处理、存储和与计算机通信。

通常一个传统的传感器只能检测一个物理量。而一个智能传感器就能实现同样所有这些功能,并且更加小

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心技术,也是现代武器装备发展的重要组成部分。2　新型传感器的应用

2.1　新型传感器在信号检测中的应用2.1.1　微传感器与信号检测

在信息急剧膨胀的时代里,需要采集和处理的信息量越来越大,对传感器的性能也越来越高。同时,为了便于和系统挂接,传感器还应有标准输出形式。传统的传感器功能较弱、体积大,已很难满足上述要求,并逐步被各种以硅材料为主的高性能的微传感器所代替。

收稿日期:20060620

杨谨遵

巧、成本低及性能高。

2.2　新型传感器在武器装备中的应用2.2.1　高科技战争中需要新型传感器

人、气体、湿度、非晶态合金、智能、微波、和其他新型传感器(如超导、液晶、射线式、声传感器)等。其主要研究和发展方向有如下方面:

(1)发现新现象、开发新材料、采用新工艺

为了精确测定并准确打击敌方目标,在当代高技术战争中迫切要求具有如下几个方面特点的新一代传感器:

(1)特殊品种传感器

发现物理现象、化学反应和生物效应等新现象是发现新型传感器的基础。

功能材料是发展新型传感器的另一个重要基础。例如控制半导体氧化物的成分,可以制造出各种气体传感器;光导纤维是传感器功能材料的一个重大发现;有机材料作为功能材料正引起国内外科学家的极大关注。

传感器的敏感元件除了由其功能材料决定外,还与其加工工艺有关。许多现代先进技术引入到传感器的制造技术,例如集成、离子注入、(2)例如测量导弹、卫星及运载器的气动加热的热流传感器;航天用的前视红外传感器、红外焦平面阵列;精密制导用的红外制导传感器等。

(2)特殊规格传感器

例如检测聚热介质的高温传感器和暴冷介质的低温传感器;低量程和大量程的振动、加速度传感器;大量程压力传感器等。

(3)现代新型传感器

例如军用机器人用的智能传感器;高准确度图像传感器;高准确度光纤陀螺等。

2.2.2　新型传感器在武器装备中的应用

当今,,无时不用、从参战的武器系统到后勤保障;从战场作战到战略、战术指挥,遍及整个作战系统;从战略准备、战略决策到战争实施,遍及战争的全过程。其应用必将在未来的高技术战争中扩大作战的时域、空域和频域,大幅度提高武器的威力和作战指挥的能力。如微型传感器广泛应用于微型侦察卫星(包括微型卫星、纳型卫星、皮型卫星等)、智能弹头等;红外探测器的重要应用是对战略导弹的预警,还可装载于舰艇、飞机及车辆等平台:如用于夜间短、中、长距离战场红外识别系统,机载、车载和舰载前视红外(FLIR)系统,机载红外大面积战场实况侦察,红外搜索与跟踪系统以及战术武器的精确制导等;光纤传感器在军事信息技术中的应用主要有如下几个方面:基于光纤陀螺的对飞行器、水下兵器、陆用战车的惯性制导和对运动载体的姿态控制,基于微振动传感器和光纤信息传输网,用于海洋防卫和反潜作战的光纤水听器传感器阵列网,基于温度、压力、振动传感器的智能结构广泛用于水下兵器及航空航天等领域。3　新型传感器的发展方向

20世纪80年代以来,在世界范围内,利用现代科学技

,判断、信息处理等功能的传感器。它可以确定传感器的工作状态,对数据进行修正,用软件解决硬件难于解决的问题,完成数据计算与处理工作等。

(3)研究仿生传感器

值得注意的一个动向是对仿生传感器的研究,特别是机器人技术正向智能化高级机器人发展。

仿生传感器就是模仿人的感觉器官的传感器,即视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等传感器。目前,只有视觉传感器与触觉传感器解决得比较好,其他几种远不能满足机器人技术发展的需求。也可以说,至今真正能代替人的感觉器官功能的传感器还很少。4　结　语

目前,传感器技术正在向微型化、集成化、智能化、系统化、多功能化、交互式、可视性等方向发展。对于交叉学科产生的边缘传感器检测机理和技术,其检测信号种类将越来越丰富,检测功能将越来越强大,检测精度也将越来越高。当今世界谁掌握了传感器,谁就掌握了高科技。传感器技术对提高国力、提高部队战斗力至关重要,因此我们要加强科研,跟踪国际发展的前沿技术,为高科技的发展做好技术储备。

参　考　文　献

[1]何希才.传感器及其应用[M].北京:国防工业出版社,2001.[2]刘迎春,叶湘滨.现代新型传感器原理与应用[M].北京:国

术研究开发了一批新型传感器、新型功能材料。由于在制造中引进了微细加工技术与现代集成技术等先进工艺使得传感器技术得到飞速发展,并取得了可喜的成就。目前,新型传感器主要包括光纤、固态图像、红外、生物、机器

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防工业出版社,1998.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/b081.html