自动检测技术及仪表-01

1、2021年2月湖北工业大学电气与电子工程学院自动化系杨桦一.1-1：实现自动化的意义及主要内容1-2：自动化及仪表的开展及运用1-3：自动检测技术的开展及运用1-4：学习自动化的意义1-5：讨论、思索题、作业目 录第一章：绪论.第一章 绪论主要内容：自动化的开展与运用 实现自动化的目的及主要内容 自动检测技术的开展与运用 自动化仪表的开展与运用 课程学习的目的与要求.1 何为自动化？2 如何来构筑一个控制系统 3 自动化的主要内容4 自动检测技术、自动化仪表的简要开展过程5 自动检测技术的作用及开展6 自动化仪表的作用及信号制7 本课程的主要知识点第一章 绪论 .1-1 实现自动化的意义及主要

2、内容 一、日常生活中的自动控制方式 1. 洗衣机的控制：如规范漂洗过程45分钟 ： 开场注水洗涤20min排水脱水4min 漂洗16min 排水脱水4min 漂洗26min排水脱水5min 终了漂洗过程阐明：启动后按照预设先定好的步骤和时间， 逐项自动进展通常时间也是厂家设好的。系统特点：开环控制系统任务和生活中常有自动化一说，何为自动化？.2. 普通空调的控制制冷过程阐明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进展循环 温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据比较后的差 值进展空调紧缩机的开停调理，由此保证环境温度和设定 温度的一致。系统特点：位式调理 闭环控制系统.3. 变频空调的控制

3、制冷过程阐明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进展循环 温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据比较后的差 值进展控制空调紧缩机的运转方向和速度，由此保证环境 温度和设定温度的一致。系统特点：延续调理 闭环控制系统.4. 工业过程的控制 控制过程阐明：人工控制时经过眼、脑、手完成液位控制；采用了自动化 仪表后，由自动化安装自动完成液位参数的自动检测、自 动比较分析 、自动调理等作用，自动的将液位控制在设工 艺定值上。 系统特点：延续调理 闭环控制系统 .5. 控制方式的比较手动与自动.开环与闭环 开环系统：自动机在操作时，一旦开机，就只能是按照预先规定好的程序 周而复始地运转。这时被

4、控变量假设发生了变化，自动机不会 自动地根据被控变量的实践工况来改动本人的操作。 开环 系统的输出没有被反响回输入端，执行器仅只根据输入信号进 行 控制的系统称为开环系统，此时系统的输出与设定值与丈量 值之间的偏向无关。 闭环系统：有针对性地根据被控变量的变化情况而改动控制造用的大小和 方向，从而使系统的任务形状一直等于或接近于所希望的形状。 闭环 系统的输出被反响到输入端并与设定值进展比较的系统称为闭环系 统，此时系统根据设定值与丈量值的偏向进展控制，直至消除偏向.二、自动化的定义在工艺设备上，配备一些技术先进的设备也称为自动化安装，用它们来替代操作人员的眼睛、大脑、手等直接劳动，使消费在不

5、同程度上按照规定的要求自动地进展。自动化即是：用自动化安装来管理和支配设备消费过程， 使之按要求正常运转。从工艺的角度上讲：所谓自动化是使工艺参数坚持在需求的值或形状上；从控制的角度上讲：所谓自动化是使消费过程按照一定的程序或步骤 运转，保证消费过程运转在最正确形状上最高目的。.三、实现自动化的目的1、 提高劳动效率、减轻劳动强度、改善劳动条件； 表如今：自动化消费可以减轻操作人员的劳动强度，防止从事危险的操作， 特别是在易燃、易爆、有毒、腐蚀性、刺激性的消费过程中更是如此。 2、提高产质量量、保证消费平安、延伸设备的运用寿命等； 表如今：加快消费速度、减低本钱、提高产量和质量、添加产品的附加

6、值。 例如：聚合反响釜控制不当极易发生爆炸。 3、满足现代工业规模化、速度化、准确化的要求。表如今：消费过程趋向于大型化、复杂化，没有自控系统将无法消费；先 进消费工艺、环保等对自动化的要求日益提高。 总之：自动控制技术曾经成了现代工业消费实现平安、高效、优质、低耗 的根本条件和重要保证。.四、自动化的意义1自动化是提高社会消费力的有力工具之一；2自动化程度是衡量国家兴隆程度的重要标志；表如今：无人化消费、 优越的消费环境、优秀的产质量量3“仪表、控制和自动化技术“决议现代企业的兴衰； 4计算机控制系统是现代工业消费的神经中枢。表如今：控制数 量、控制速度、控制精度、复杂控制方式、算法等. .

7、五、自动化的主要内容1、自动检测系统自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进展丈量、指示或记录。 它替代了操作人员对工艺参数的不断察看与记录，起到人的眼睛的作用。.检测技术及仪表是完成对各种过程参数的丈量，并实现必要的数据处置的功能单元。自动检测系统特点：开环系统被测信号方式：多种电量、非电量 工业消费过程中被丈量为非电量参量信号方式，如压力、温度、流量、物位、成份等。自动检测系统构造如下：. 2、自动控制系统当被控制变量在遭到外界干扰扰动的影响而偏离工艺要求的数值时，自动控制系统能抑制干扰，自动地将被控变量控制回到工艺规定的数值范围内。 控制技术及仪表那么是实现各种控制造用的手段和条件，它

8、将检测得到的数据进展运算处置，并经过相应的功能单元实现对被控变量的调理。.自动控制系统特点：闭环负反响控制系统 被控变量的信号方式：多种电量、非电量 工业消费过程中被控变量为非电量参量信号方式，如压力、温度、流量、物位、成份等。系统构造如下：要实现自动控制，系统必需闭环。闭环控制系统稳定运转的必要条件是负反响。 .3、自动信号联锁维护系统当工艺参数超越了允许范围，在事故即将发生以前，信号系统就自动地发出声光信号，提示操作人员留意，并及时采取措施。如工况已到达危险形状时，联锁系统立刻自动采取紧急措施，翻开平安阀或切断某些通路，必要时紧急停车，以防止事故的发生和扩展。它是消费过程中的一种平安安装。

9、 系统特点：电气控制系统 开关量信号方式 .4. 自动支配及自动开、停车系统自动支配系统可以根据预先规定的步骤自动地对消费设备进展某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将消费过程自动地投入运转或自动停车。 系统特点：电气控制系统 开关量信号方式 .1-2 自动化及仪表的开展及运用自动控制的本质：是指运用自动化仪器仪表、自动控制安装替代人，自动地对仪器设备或工业消费过程进展控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以到达预期的形状或满足预期的性能要求。控制问题的本质：就是要求基于对象内在的动力学本质和规律，运用适当的数学工具求取问题的解。 “控制这一概念本身即反映了人们对降服

10、自然与外在的盼望，作为自动控制科学的中心的控制实际与技术也自然而然地在人们降服自然与改造自然的历史中开展起来。 .一、控制实际的简要开展过程主要分为2大类：经典控制实际现代控制实际1、经典控制实际 40年代末到50年代 经典控制实际建立在传送函数根底上的，主要针对线性定常、单输入单输出对象，基于反响控制的主导思想，完成控制系统的稳定定义务。实现了：单机自动化；部分自动化；单变量控制；自动调理器；伺服系统的运用与开展。 经典控制实际最辉煌的成果首推PID控制规律，直到目前，在工业过程控制中依然被广泛运用。90以上.2、现代控制实际 60年代，由于工业消费过程向着大型化、延续化的方向开展，经典控制

11、实际已无法满足处理多变量、非线性、不确定性以及最正确性能要求等问题的需求。此时控制实际上出现了以形状空间法为根底，以极小值原理和动态规划等最优控制实际为根本特征的现代控制实际。 现代控制实际开展的根底： Pontryagin提出的“极大值原理 Bellman提出的动态规划实际 Kalman滤涉及其能控、能观和反响镇定实际 Lyapunov稳定性实际 实现了：传统的单输入单输出系统开展到多输入多输出的多变量控制系统； 最优控制；多种变化要素；航天系统；导弹系统；人造卫星等的运用与开展。 . 现代控制实际主要研讨分支有：自顺应控制 鲁棒控制 非线性控制 大系统实际 模糊控制 神经网络控制 预测控制

12、 70年代是大系统实际时期，随着工业消费过程向着大型化、延续化的方向开展，逐渐实现了：规模庞大、构造复杂、变量参数多、目的不单一、生物系统、社会系统、机器人等多方面的控制系统的开发和运用，以满足社会对控制越来越高要求。控制系统的渐趋复杂在在整体构造上，表现为非线性、时变性、无穷维、多层次等；在处置信息上，表现为不确定性、随机性、不完全性等。对控制的要求是：稳定控制最优控制。开展前景：向大系统实际开展-规模庞大 构造复杂 功能综合 因数众多 向智能控制系统开展-自组织 自学习 自修复 自繁衍.经典控制实际和现代控制实际二者的关系 对于经典控制实际和现代控制实际而言，并非意味着相互的否认和排斥，它

13、们之间有着共同开展、相互浸透、相互结合的开展关系。 需求提出的是，在当今的过程控制领域中，几乎有90以上的控制回路依然沿用经典的PID控制算法或PID控制算法的变形，并可以获取比较称心的控制效果。 控制论的根本概念和方法是人类认识史上的一个飞跃，开辟了认识世界的新途径。控制实际已构成了以实际控制论为中心的四大分支也有不同分法：工程控制论：技术系统 工程系统生物控制论：生物系统社会控制论：社会系统智能控制论：思想系统.20世纪40年代以前根本上属于手工操作形状，只需少量的检测仪表用于消费过程，操作人员主要根据观测到的反映消费过程的关键参数，用人工来改动操作条件，凭阅历去控制消费过程。20世纪40

14、年代末50年代：基地仪表与部分自动化阶段，其特点是： 自动化仪表：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表气动QDZ-型 和电动DDZ-型。 DDZ-型仪表中心器件： 电子管作为主要放大元件。 控制方案：多为单输入、单输出简单控制系统 控制实际：以反响为中心的经典控制实际二、仪表及自动化的开展过程.20世纪60年代：仪表自动化阶段 自动化仪表：单元组合仪表QDZ-型和DDZ-型成为主流产品。 DDZ-型仪表中心器件： 晶体管作为主要放大元 件。 60年代后 期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控制系统和监视计算机控制系统开场运用于过程控制领域。 控制方案：串级、比值、均匀、前馈和选择性

15、等多种复杂控制系统。 控制目的：是坚持工业消费的延续性和稳定性，减少扰动，实现了对消费 过程的集中控制。以单回路PID比例、积分、微分控制策 略为主，同时针对不同的对象与要求，制造一些专门的控制 器，如物料按比例配置的比值 控制；抑制大滞后的Smith预估 器；抑制特定干扰的前馈控制器等。 控制实际：现代控制实际.20世纪7080年代：计算机、DCS控制 全盘自动化阶段 自动化仪表：中心器件： 线性集成电路、微处置器QDZ-型和DDZ-型、以微处置器为主要构成单元的智能控制安装、集散控制系统DCS、可编程逻辑控制器PLC 、工业PC机、和数字控制器等，已成为控制安装的主流。 控制方案： 最优控

16、制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制。 控制实际：大系统实际、智能控制实际、模糊控制、专家系统控制、 方式识别技术。 .20世纪90年代至今：现场总线、计算机集成过程系统 自动化仪表：中心器件：高性能微处置器总线控制系统的出现，引起过程控制系统体系构造和功能构造上的艰苦变革。现场仪表的数字化和智能化，构成了真正意义上的全数字过程控制系统。出现各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪。 控制方案：管控一体化现场，综合自动化是当今消费过程控制的开展方向。 控制实际：人工智能、神经网络控制。.50多年来，中国控制仪表和控制系统在阅历了气动基地式仪表、电动气动单元组合仪表、智能数字调理器几代控制仪表的

17、开展过程后，进入了DCS、PLC、FCS、PCBCS控制系统并存的时代。.在工业消费过程中，1969年问世的PLC可编程控制器和1975年问世的DCS集散控制系统能够是两类影响最为深远的计算机控制系统。PLC 的问世取代了继电器之类的器件，实现了开关量的连锁控制、程序控制；DCS的问世取代了显示仪、调理器之类的仪表，实现了模拟量的指示、记录和PID回路调理等功能。20世纪80年代末期，随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术、智能传感器技术的开展而出现的现场总线控制系统Fieldbus Control System , FCS 改动了原有控制系统的构造，使控制系统由封锁向开放走出了重要的一步。.

18、20世纪90年代中期，以PC为根底的控制系统PC-Based Control System，PCBCS开场出现，不少学者以为它将是工业自动化领域最具开展潜力的新技术，他们将PCBCS 与PLC 、DCS、 (或者再加上FCS)并称为工业消费过程三大或四大控制系统。PCBCS控制系统主要由以三部分组成：PC机；I/O组件及其衔接件；操作系统软件和运用软件。 PCBCS是将经过加固的PC机硬件与控制软件相结合，实施通常由公用PLC、 DCS执行的控制功能，或者说将PLC的控制功能封装在软件内，运转在PC的环境中。PC机将以往PLC、DCS控制系统中的操作站、控制站溶为一体，同时具备实施控制、通讯及

19、操作显示等多项功能。.第一章 绪论目前运用最多的检测仪表主要是DDZ型模拟仪表和部分智能型仪表。思索到控制系统逐渐向FCS方向开展，因此现场总线技术和现场总线仪表的运用将日渐广泛。 当采用常规检测和控制仪表时，控制系统的构造是由各仪表单元组合而成和各自独立的控制系统，各环节之间采用的是点对点联接的方法。当采用计算机或数字控制器作为控制单元时，系统的构培育能够是多样的，但其根本控制原理差别不大。例如：有直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS。在网络化的控制回路系统中，多数检测和仪表单元均是经过网络相互联接和传送信息的。科技的提高，促使自动化仪表的不断更新与完善，从而又

20、进一步拓展了自动化仪表的运用领域，构成各种不同功能的自动化安装，推进了控制系统的变革与开展，使控制系统由原来的常规控制系统到直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS等，以满足社会消费力的不同需求。.从控制系统的开展来说，集散型控制系统DCS、可编程序控制器PLC是近年来运用最多的系统，而现场总线控制系统FCS、基于PC的控制系统PCBCS无疑是开展最快的控制系统。 . 在人类的各项消费活动和科学实验中，为了了解和掌握整个过程 的进展及其最后结果，经常需求对各种根本参数或物理量进展检查和 丈量，从而获得必要的信息，并以之作为分析判别和决策的根据。 检测技术就是人们为了对

21、被测对象所包含的信息进展定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。 随着人类社会进入信息时代，以信息的获取、转换显示和处置为主要内容的检测技术曾经开展成为一门完好的技术学科，在促进消费开展和提高的宽广领域内发扬着重要作用。第一章 绪论1-3：自动检测技术的开展及运用一、自动检测技术的作用.现代信息技术主要有三大支柱：一是信息的采集技术检测技术 二是信息的传输技术通讯技术 三是信息的处置技术计算机技术所谓信息的采集就是指从自然界中、消费过程中或科学实验中获取人们所需的信息，而信息的采集就经过检测技术实现的，因此检测技术本质上就是信息采集技术。可见检测技术在自动化领域里是有着非常重要的位置。检

22、测技术及仪表是人们认识世界和改造世界必不可少的重要手段。. 在现代新技术的不断开展和引入下，特别是先进的检测技术、现代的传感器技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术的不断开展与更新给现代仪表工业消费行业带来了深化的变革，为顺应不断开展的现代工业自动化的要求，世界各国不断未停顿进展新的技术革命和探求，其根底就是信息技术的革命，它的开展给人类社会的各个领域都带来了宏大的、广泛的、深化的的变化，并正在改动着传统工业的消费方式，以及其它新兴产业的更新和变革，是人类社会开展的强大动力。宇宙中信息的种类很多，除了工业消费、生活中的一些常用的电量和非电量之外，军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健

23、、商检质检、环境维护、平安防备、家用电器等等，几乎每一个现代化工程都离不开自动检测技术，其检测技术的表达即主要是在“传感器 技术及安装上。运用于工业过程中的自动检测和自动控制系统，其构造中都有与自动检测技术相关的“传感器环节，它是实现自动化的重要支柱。检测手段程度决议科学研讨的深度和广度；实际研讨成果离不开必要的检测手段。.1、产品检验和质量控制的重要手段在科学技术的开展过程中，人们经过对客观事物所做的大量实验和丈量，构成定性和定量的认识，总结出客观世界的规律，并利用这些规律来促进科技的开展。2、在大型设备平安经济运转监测中得到广泛运用科学的开展和突破就是以检测技术程度为根底的。特别是在工业消

24、费中，采用自动化技术是提高劳动消费率和经济效益最有效的措施。.3、自动化系统中不可短少的组成部分自动化：信息获取、信息转换、 信息处置、信息传送、信息执行采用自动检测系统进展实时丈量及分析产品性能，采用自动控制系统对产品加工过程进展实时控制，那么是提高产质量量的现代化方法。可以说，一个国家现代化程度是用自动化程度来衡量的，而在自动化技术中，现代检测技术是有着非常重要的位置和作用的。.4、检测技术的完善和开展推进着现代科学技术的提高 随着新技术的不断涌现，特别是先进的检测技术、现代传感器技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，使传统的检测技术及仪表系统发生了很大的变化，其变化又促使其本身得

25、到了不断的更新和完善 。.新技术的不断涌现，促进检测技术和仪表方面的开展和创新-比如：成组传感器的复合检测技术、微机械量的检测技术、检测信息的交融处置技术、智能传感器和仪表的开展、计算机多媒体化的虚拟仪表以及各种检测单元和仪表的网络化产品等等。新型的检测技术和仪表的开展更深层次的引导了工业自动控制系统的开展与变革-比如：控制系统的控制网络化；控制系统的系统扁平化；控制系统的组织重构化；控制系统的任务协调化等。从而扩展和稳定了自动化的运用领域，并提出了新的亟待处理的问题。自动控制系统的开展，又进一步拓展了自动检测技术的运用场所和运用范围，并促使检测技术及仪表的不断更新与完善，以满足社会消费力的需

26、求。自动检测技术的开展标志着一个国家的自动化程度的高度，自动检测技术的详细表达那么是由传感器来完成的。.二、传感器的开展趋势1、传感器的作用传感器-是对象与系统之间实现信息交换的“接口，它为系统提供进展 处置和决策所需的对象的信息，是高度自动化系统及至现代 尖端技术必不可少的关键组成部分。传感器-不仅用于工业自动化、军事国防和宇宙开发、海洋开发等为 代表的尖端科学与工程等重要领域，还浸透于与人们生活亲密 相关的如生物工程、医疗卫生、环境维护、平安防备、家用电 器等等方面，并且正日新月异地开展。传感器-可以处理和处置人的感官和普通的电子设备无能为力的一些 极端巨微的信息。因此某些传感器的开展是一

27、些边缘科学研讨 和高、新技术开发的先驱。总之：无论是何种复杂的工程系统，还是日常生活的衣食住行，几乎每一个 现代化工程，都离不开各种各样的传感器，今后的社会将充溢传感器。.2、传感器的开展趋势在现实世界里，很多信息都是经过传感器获得的，而且与我们的生活息息相关。而信息的生成、获取、存储、传输、处置及其运用是现代信息科学的六大组成部分，其中信息的获取是信息技术产业链上重要的环节之一，没有它就没有信息的传输、处置和运用。传感器从测试物理参数、无智能、扁平构造的传感器开展到着重于运用的智能型传感器再到今天的网络智能传感器，其最大的特点就是在信息交换上的高度自在。从目前传感器的产品方向来看，它一方面向

28、小型化高精度的方向开展，一方面向网络化开展，而且更着重在与控制系统进展双向通讯方面。.随着无线通讯技术、计算机网络技术等的提高以及互联网的迅猛开展，传统的传感器信息获取技术从独立的单一化方式向集成化、微型化，进而向智能化、网络化方向开展，成为信息获取最重要和最根本的技术之一。现代的计算机技术和通讯技术由于超大规模集成电路的飞速开展而曾经充分兴隆后，不仅对传感器的精度、可靠性、呼应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其本钱低廉且运用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、本钱等已难以满足要求而逐渐被淘汰。世界许多兴隆国家都在加快对传感器新技术的研讨与开发，并且都已获得极大的突破。传感器的开发趋

29、势将包含着社会对传感器的新需求和传感器新技术的开展这两个方面。我们主要从以下几点思索：.1发现并利用新景象，开发新型传感器由于传感器的任务原理是基于各种效应和定律，因此启发人们进一步探求具有新效应的敏感功能资料，利用物理景象、化学反响、生物效应作为传感器原理，以此研制出具有新原理、高性能、多功能、低本钱和小型化的新型物性型传感器件，来满足新领域、新需求。例如：利用量子力学诸效应研制的高灵敏阈传感器，用来检测极微弱的信号；利用核磁共振吸收效应的磁敏传感器，将检测限扩展到地磁强度的10-7；利用约瑟夫逊效应的热噪声温度传感器，可以丈量10-6K的超低温；利用光子滞后效应，制造出呼应速度极快的红外传

30、感器等等。利用抗体和抗原在电极外表上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用这一景象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内能否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人能否患有肝炎，起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。.传感器资料是传感器技术的重要根底，由于资料科学提高，人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器： 由于高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。高分子电介常数小，水分子能提高聚合物的介电常数。将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化，即可得出相对湿度。 利用这个原理制成等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温

31、度传感器，其有以下特点：测湿范围宽可达 -400 +1500；呼应速度快，小于1S；尺寸小，可用于小空间测湿；温度系数小。.用光导纤维制成压力、流量、温度、位移等多种传感器： 光导纤维的运用是传感资料的艰苦突破，光导纤维最早用于光通讯技术，在光通讯利用中发现当温度、压力、电场、磁场等环境条件变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，丈量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、磁场等物理量的大小。 利用这些原理研制出光导纤维传感器，它与传统传感器相比有许多特点：灵敏度高，构造简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。 光纤传感受器与集成光路

32、技术相结合，加速光纤传感器技术的开展。将集成光路器件替代原有光学元件和无源光器件，使光纤传感器有高的带宽、低的信号处置电压，可靠性高，本钱低。.用陶瓷制成压力传感器：陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术，厚膜电子技术，其技术性能稳定，年漂移量小于0.1%F.S，温漂小于0.15%/10K，抗过载强，可达量程的数百倍。丈量范围可从0到60MPa。用高分子有机资料为敏感元件制成光纤传感器、液晶传感器、压敏传感器；利用化学效应和生物效应开发的替代视觉、嗅觉、味觉和听觉的化学传感器、微生物传感器、仿生传感器；它是一个全新的领域。以及检测超高温、超高压、超低温暖超高真空

33、等极端参数的新型传感器。总之：研讨发现新景象与新效应、新资料是传感器技术开展的重要任务，是研讨开发新型传感器的根底。.2传感器的高精度小型化、集成化和多功能化半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、分散、堆积、平面电子工艺，各导游性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造，因此产生了各种新型传感器。例如： 日本横河公司利用各导游性腐蚀技术进展高精度三维加工，制成全硅谐振 式压力传感器：其中心部分由感压硅膜片和硅膜片上面制造的两个谐振梁 结成，两个谐振梁的频差对应不同的压力，用频率差的方法测压力，可消 除环境温度等要素带来的误差。当环境温度变化时，两个谐振梁频率和幅 度变化一样，将两个频率差

34、后，其一样变化量就可以相互抵消。其丈量最 高精度可达0.01%FS 。.美国(SMI)公司开发一系列低价位,线性度在0.1%到0.65%范围内的硅微压力传感器,最低满量程为0.15psi(1KPa)，其以硅为资料制成,具有独特的三维构造，轻细微机械加工，和多次蚀刻制成惠斯登电桥于硅膜片上，当硅片上方受力时，其产生变形，电阻产生压阻效应而失去电桥平衡，输出与压力成比例的电信号。总之，利用半导体技术制造出硅微传感器，它是当今传感器开展的前沿技术，其根本特点是敏感元件体积为微米量级，是传统传感器的几十、几百分之一。另外还有利用薄膜工艺制造出快速呼应的气敏、湿敏传感器，利用溅射薄膜工艺制压力传感器等。

35、新工艺、新技术、新资料的开发和利用，可以消费出精度高、体积小、分量轻、可靠稳定的、适用于各种不同领域要求的新型传感器。. 新工艺新技术构成的固态功能资料半导体、电介质、强 磁体的进一 步开发和集成技术的不断开展，为传感器集成化开辟了宽广的前景。随着微电子机械系统MEMS技术的开展，采用微机电系统(MEMS)技术制造的各种微型新型传感器、执行器和微系统的宏大潜力日益显现。这项研发在工业、农业、国防、航空航天、航海、医学、生物工程、交通、家庭效力等各个领域都有宏大的运用前景。采用微机电系统MEMS技术开发的微传感器尺寸从几微米到几毫米的传感器总称是今后开展的重点之一。微系统研讨已处于突破前夜，创新

36、的空间很大，已成为竞争研讨开发的重点领域。 . 集成化传感器：就是采用微电子技术将辅助电路中的元件与传感元件同时集成在 同一芯片上，或将众多同一类型的单个传感器件集成一个芯片或阵列上，构成一维线型、二维阵列面的传感器。特点：可使传感器的检测参数由“点线面体多维图象化，甚至能加上时序，变单参数检测为多参数检测，从而进展点丈量 、以及平面、空间丈量。并具有校准、补偿、自诊断和网络通讯的功能。它可降低本钱、添加产量。例：电荷耦合器件CCD- 光敏元阵列 数码相机； 一体化：在同一芯片上，将传感器件与调理、补偿等处置电路集成一体。特点：减少干扰，提高灵敏度，方便运用；可实现实时数据处置传感器和数据处置

37、电路集成.微型化：微米/纳米技术、微机电系统MEMS技术体积微小、分量细微。例如：目前MEMS器件主要分为惯性丈量、压力丈量、微流量、光MEMS、 射频MEMS以及其它MEMS器件等多种类型及种类，而市售的MEMS器件主要有5种：压力传感器、加速度传感器、微型陀螺、喷墨头、硬盘驱动头。销售最多的是IT领域的喷墨头、硬盘驱动头和汽车领域中的压力传感器、加速度传感器、微型陀螺。而用于生物、化学测试系统的Lab-onchip (实验室-芯片)和其他类型生物芯片那么刚刚显显露宏大的潜力。 . 多功能传感：不同功能的传感器集成化。特点：一个传感器可以同时丈量不同种类的多个参数。例：丈量血液中各种成分的多

38、功能传感器。总之：这种集成化可使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼有放大、运算、干扰补偿等多功能。实现了横向和纵向的多功能化。.3传感器的智能化智能化传感器 -是一种带微处置器的传感器，是微型计算机和传感器相结合的成果，它兼有检测、判别和信息处置等功能。 与传统传感器相比有很多特点：具有判别和信息处置功能，能对丈量值进展修正、误差补偿，因此提高丈量精度；可实现多传感器多参数丈量；有自诊断和自校准功能，提高可靠性；丈量数据可存取，运用方便；有数据通讯接口，能与微型计算机直接通讯。. 高级智能传感器 - 是把传感器、信号调理电路、单片机集成在一 芯片上，构成超大规模集成化的高级智能传感器。 其特点： 高精度；高可靠性、高稳定性、强自顺应性； 高信噪比、高分辨率；高性能价钱比。 例如： 美国霍尼维尔公司ST-3000型智能传感器，芯片尺寸仅有 342mm3，采用半导体工艺，在同一芯片上制成CPU、EPROM、静压、压差、温度等三种敏感元件。