在現代工業設備中,傳感器和檢測儀表是不可或缺的一部分的理由(yóu),還可由以下兩方麵來看,傳(chuán)統的工業設備如在其上增(zēng)加了必要的傳感器,配備精密測量部件(附件),則其功能和精度可以提高,便於用戶操作和維護,安全等級也可以提(tí)高,設(shè)備可以增值;工業設備作為自動化係統的控製對象或(huò)作為自動化係統的一部分,必(bì)須能(néng)與自動化係統的三部分(檢測(cè)、控製、執行)相(xiàng)兼容或提供(gòng)接口,使之集成為一個有機(jī)的整體,無(wú)論是單機自動化或作為大型自動化裝置(zhì)的一部分,都使(shǐ)該工業設備的用途擴大。綜上所述,作為工業設備本身增加傳感器和檢測儀表、測量儀表或提供接(jiē)口,是傳統設備更新換代的必要條件。
近年(nián)來(lái),傳感器(qì)正處於傳統型(xíng)向新型傳感器轉型的發展(zhǎn)階段(duàn)。新型傳(chuán)感器的特點是微型化、數字化、智(zhì)能(néng)化、多功能化、係統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造,而且(qiě)可導致(zhì)建立(lì)新型工業,是21世紀新的(de)經濟增長點。微型化是建立在(zài)微電子機械係統(MEMS)技術基礎上的,目前已(yǐ)成功應用在矽器件上形成(chéng)矽壓力傳感器(如上述EJX變(biàn)送器)。微電子機械加工技術,包括體微機械加工技術、表(biǎo)麵微機械加(jiā)工技術、LIGA技術(X光深層光刻、微(wēi)電鑄和微複製技術)、激(jī)光微(wēi)加工技術(shù)和微型封裝技術等。MEMS的發(fā)展,把(bǎ)傳感器的微型化、智能化、多功能化(huà)和可靠性(xìng)水平提高到了新的高度(dù)。傳感器的檢測儀表(biǎo),在微電子技術基礎上,內置微(wēi)處理器,或把微傳感器和微(wēi)處(chù)理(lǐ)器及相關集成電路(運算放大器(qì)、A/D或D/A、存貯器、網絡通訊接口電路)等封裝在一起完成了數字化、智能化、網(wǎng)絡化、係統化。(注:MEMS技術還完成了微電動機或執行器等產品,將另(lìng)作文介紹)網絡化方麵,目前(qián)主要是指采用多種現場總線和以太(tài)網(互聯網),這要按各行業的特點,選擇其中的一種或多種,近年內最流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
除MEMS外,新型傳感器的發展還有賴於新型(xíng)敏感(gǎn)材料、敏感元(yuán)件和納米技術,如新一代(dài)光纖傳感器(qì)、超(chāo)導傳感器、焦平麵陳列(liè)紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型(xíng)陀螺、網(wǎng)絡化(huà)傳感(gǎn)器、智能傳感器、模(mó)糊(hú)傳感(gǎn)器、多功(gōng)能傳感器等。
多傳(chuán)感器(qì)數據融(róng)合技術正在形成熱點,它形成於20世紀80年代,它不同於一般信號處理,也不同(tóng)於單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量,而是對基(jī)於多個傳感器測量結果基礎上的更高層次的綜合決策過程。有鑒於傳感器技術的微型化、智能化程度提高,在信息獲(huò)取基(jī)礎上(shàng),多種(zhǒng)功能進一步集成以致於融合,這是(shì)必然(rán)的趨勢,多傳感器數據(jù)融合技(jì)術(shù)也促進了(le)傳感器(qì)技術的發展。多傳感器數據(jù)融合的定義概(gài)括:把分布在不同位置的多(duō)個同(tóng)類或不同類傳感器所提供的局部數據資源加以綜合,采用計算機技術對(duì)其進行分(fèn)析,消除多傳感(gǎn)器信息之間可能(néng)存在的冗餘(yú)和矛盾(dùn),加以互補,降(jiàng)低其不確實性,獲得被測(cè)對象的一致性解(jiě)釋與(yǔ)描述,從而提高係統決(jué)策、規劃、反應的快速性和(hé)正確性,使係統獲得更充分的(de)信息。其(qí)信息融合在不同信(xìn)息層次上出現,包括(kuò)數據層(céng)(像素層)融合、特征(zhēng)層融合、決策層(證據層(céng))融合。由於它(tā)比單一傳感器信息(xī)有如下優點,即(jí)容錯性、互補性、實時性、經濟性,所以逐步得到推廣應用。應用領(lǐng)域除軍事(shì)外,已適用於(yú)自動化技術、機器人、海洋監視、地震觀測、建築、空中(zhōng)交通管製、醫學診斷、遙感技術等方(fāng)麵。
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