传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16

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传感器技术的发展现状与未来趋势分析

传感器技术的发展现状与未来趋势分析

传感器技术的发展现状与未来趋势分析近年来,传感器技术在各个领域迅猛发展,并对我们的生活和产业产生了巨大影响。

传感器作为一种能够感知环境信息并将其转化为可读信号的设备,广泛应用于智能手机、智能家居、工业自动化等领域。

本文将探讨传感器技术的发展现状以及未来的趋势。

随着物联网技术的飞速发展,传感器技术也得到了极大的推动。

传感器的应用范围越来越广泛,从环境监测到医疗诊断,从智能交通到农业种植,传感器已经成为现代社会不可或缺的一部分。

例如,智能手机上的加速度传感器和陀螺仪可以实现屏幕自动旋转和手势控制功能,改善了用户的操作体验。

在汽车领域,各类传感器的应用大大增强了车辆的智能化和安全性能,如倒车雷达、自动刹车系统等。

此外,在工业领域,传感器的应用也发挥着举足轻重的作用,实现了工厂自动化生产和远程监控。

传感器技术的发展正在朝着高精度、小型化和多功能化的方向发展。

首先,高精度是目前传感器技术发展的主要趋势之一。

随着消费者对于产品性能的要求越来越高,在各个领域都需要更加精确的传感器来提供准确的数据和指导。

其次,小型化是传感器技术的另一个重要趋势。

随着电子技术的不断进步,传感器的尺寸越来越小,从而能够更好地适应各种环境和应用场景。

最后,多功能化是传感器技术未来的发展方向之一。

未来的传感器将不仅仅具备单一的感应功能,还可以通过整合其他技术实现更加复杂的功能,如图像识别、声音识别等。

在未来,传感器技术将继续对智能化、自动化和智慧城市等领域产生重要影响。

随着人工智能技术的发展,传感器将与智能算法相结合,实现更加智能化的应用。

例如,在智慧城市中,基于传感器网络和大数据分析的智能交通系统可以实现交通拥堵预测和智能导航功能,提高交通效率。

此外,传感器技术还可以在环境保护、健康监测和农业领域发挥重要作用。

例如,利用传感器技术可以实现对环境中各种污染物的实时监测,对健康状况进行远程监测,并优化农业生产过程。

然而,随着传感器技术的发展,也面临着一些挑战和问题。

国内外传感器现状及发展趋势

国内外传感器现状及发展趋势

国内外传感器现状及发展趋势
一、传感器现状
传感器是当今技术发展过程中必不可少的部分,它是检测和控制环境的器件,能够检测到物体、生物体及其他环境参数,并将检测到的信息转化为电信号处理,控制环境参数,使得系统能够自动化操作并取得正确的结果。

近年来,由于电子技术的发展,传感技术也取得长足的进步,它不仅可以应用于消费电子、汽车、工厂自动化等领域,而且可以应用于仪器仪表、通信等军事领域,并且在生物医学、环境科学、空间探测等领域得到了广泛的应用。

目前,国内外传感器技术的发展已经达到了非常可观的水平,技术的改进使其性能有了质的提高,传感器的灵敏度更高,噪声更低,广泛的可调,价格也较低,较常规传感器可以检测更小单位的变化,这都为后续的技术应用奠定了坚实的基础。

二、传感器发展趋势
随着科学技术的发展,传感器技术也在迅速发展,未来几年传感器技术将出现以下发展趋势:
(1)开发更多高灵敏度、超小体积的传感器。

目前,国际上有不少国家正在加大投入,开发更多高灵敏度、超小体积的传感器,满足智能化和自动化技术要求。

(2)开发更多低功耗传感器。

传感器技术发展现状与趋势文献

传感器技术发展现状与趋势文献

传感器技术发展现状与趋势文献传感器技术是现代工业、农业、医疗、环保等领域中不可或缺的一项技术。

随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展,传感器技术也在不断发展和创新。

本文将从传感器技术的发展现状和趋势两个方面展开,探讨传感器技术的未来发展方向。

一、传感器技术的发展现状传感器技术的发展可以追溯到20世纪初,当时主要应用于工业自动化控制领域。

随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展,传感器技术也得到了广泛应用。

目前,传感器技术已经涉及到了工业、农业、医疗、环保、交通等多个领域。

在工业领域,传感器技术已经成为工业自动化控制的重要组成部分。

传感器可以实时监测生产过程中的温度、压力、流量等参数,从而实现对生产过程的精确控制和优化。

在农业领域,传感器技术可以实现对土壤湿度、温度、光照等参数的监测,从而实现对农作物的精准管理和优化。

在医疗领域,传感器技术可以实现对患者的生命体征、病情等参数的监测,从而实现对患者的精准治疗和护理。

在环保领域,传感器技术可以实现对环境污染物的监测和控制,从而实现对环境的保护和治理。

在交通领域,传感器技术可以实现对车辆、行人等的监测和控制,从而实现对交通流量的优化和管理。

二、传感器技术的发展趋势随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展,传感器技术也在不断发展和创新。

未来,传感器技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 多功能化未来的传感器将不仅仅是单一的测量仪器,而是具备多种功能的智能传感器。

例如,可以实现对多种参数的监测和控制,同时还可以实现数据处理、通信等功能。

2. 微型化未来的传感器将越来越小,甚至可以实现微型化。

微型化的传感器可以更加方便地嵌入到各种设备和系统中,实现对设备和系统的实时监测和控制。

3. 无线化未来的传感器将越来越倾向于无线化。

无线传感器可以实现对设备和系统的远程监测和控制,从而提高工作效率和安全性。

4. 智能化未来的传感器将越来越智能化。

智能传感器可以通过学习和适应,实现对环境和设备的自主控制和优化。

传感器发展现状与发展趋势

传感器发展现状与发展趋势

传感器发展现状与发展趋势引言传感器是现代科技的重要组成部分,其在各个领域中扮演着至关重要的角色。

传感器的发展不仅推动了科学技术的进步,也改变了人们的生活方式。

本文将对传感器的发展现状与发展趋势进行探讨。

传感器的发展现状传感器的定义和分类传感器是一种能够感知和获得外界信息并转化为可用信号的装置。

传感器按照不同的工作原理和应用领域可以被分为多种类型,如光学传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域,如工业自动化、医疗健康、交通运输、环境监测等。

在工业自动化中,传感器可以实时监测生产过程中的温度、压力、湿度等参数,以保证生产质量和安全。

在医疗健康领域,传感器被用于监测病人的血压、心率等生命体征,以提供及时的医疗救助。

在交通运输领域,传感器被用于智能交通系统中,实时监测道路交通情况,以优化交通流量和减少交通事故。

传感器的发展挑战尽管传感器在各个领域中有着广泛的应用,但其发展仍面临着一些挑战。

首先,传感器的精度和灵敏度需要不断提高,以满足人们对于更精准数据的需求。

其次,传感器在极端环境下的可靠性和稳定性需要得到提升,以适应各种恶劣条件下的工作需求。

此外,传感器的能耗和体积也需要进一步减小,以适应小型化和无线化的趋势。

传感器的发展趋势物联网与传感器的融合随着物联网的快速发展,传感器与物联网的融合将成为未来的趋势。

通过将传感器与云计算、大数据等技术相结合,可以实现传感器数据的高效传输、存储和分析,进一步推动社会的数字化和智能化发展。

人工智能与传感器的结合人工智能技术的快速发展为传感器的应用带来了新的机遇。

传感器可以用于采集大量的数据,而人工智能算法可以对这些数据进行分析和学习,从而做出更加智能的决策和预测。

通过将传感器与人工智能相结合,可以实现更加智能化的应用,如无人驾驶汽车、智能家居等。

新材料与传感器的结合新材料的发展也将对传感器产生深远的影响。

新材料的特殊性能可以被用于制造更加高效和灵敏的传感器。

浅谈传感器技术的发展现状与趋势

浅谈传感器技术的发展现状与趋势

浅谈传感器技术的发展现状与趋势摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。

本文阐述了传感器的含义和分类,分析了传感器的发展现状和发展趋势,对实际生产具有指导意义。

关键词:传感器技术发展现状发展趋势1.什么是传感器所谓传感器,即为能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器技术是现代科技的前沿技术,许多国家已将传感器技术与通信技术和计算机技术列为同等重要的位置,称之为信息技术的三大支柱之一[1-2]。

2.传感器分类2.1按照其用途分类传感器按照其用途可分为压力敏和力敏传感器位置传感器、液面传感器能耗传感器、速度传感器加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、24GHz雷达传感器。

2.2按照其原理分类传感器按照其原理分类可分为振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。

2.3按照其输出信号为标准分类按照其输出信号为标准可将传感器分为模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器和开关传感器。

模拟传感器是将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

数字传感器是将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。

膺数字传感器是将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。

开关传感器是当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

2.4按照其材料为标准分类在外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。

它们中的那些对外界作用最敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用来制作传感器的敏感元件。

从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类:(1)按照其所用材料的类别分:金属聚合物和陶瓷混合物;(2)按材料的物理性质分:导体绝缘体和半导体磁性材料;(3)按材料的晶体结构分:单晶、多晶和非晶材料。

传感器研究现状与发展趋势

传感器研究现状与发展趋势

传感器研究现状与发展趋势传感器技术是当今科技发展中的重要组成部分,广泛应用于机械、工业、医疗、农业等领域。

传感器的研究现状与发展趋势主要表现在以下几个方面。

首先,传感器技术在小型化与集成化方面取得了显著进展。

随着微电子技术的发展,传感器体积越来越小,并且多种传感器可以集成在一个芯片上,实现多种功能。

这种小型化与集成化的趋势使得传感器在各种应用场景中更加灵活可靠。

其次,传感器技术在性能指标方面不断提升。

传感器的灵敏度、分辨率、精度等性能指标得到了显著改善,能够更准确地感知环境变化。

同时,传感器的响应速度也得到提高,能够更快地反映环境的变化。

再次,传感器技术在无线通信与互联网技术的支持下不断创新。

传感器网络技术的出现,使得大规模传感器网络的部署和管理变得可行。

通过无线通信与互联网技术的支持,传感器数据可以实时上传到云端进行处理与分析,为智能化决策提供重要依据。

同时,传感器技术在材料创新与能耗优化方面也有了新的突破。

纳米材料、生物材料等的应用使得传感器能够对细微的环境变化进行感知。

同时,传感器在能耗方面的优化,使得其能够更加节能环保,延长使用寿命。

传感器技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:首先,多功能性与智能化是传感器技术的发展方向。

传感器不再是单一的感知设备,而是通过内部处理和算法,能够实现多种功能。

例如,光学传感器可以实现光强度、颜色、形状等多方面的感知,从而提高应用的灵活性和可行性。

其次,无源传感器技术是未来发展的热点之一、无源传感器不需要外部电源供电,通过环境中的能量(如光、震动等)驱动,可以实现长寿命、低成本的传感器。

这种技术的发展将推动传感器的广泛应用,尤其是在物联网领域。

再次,自愈性与自适应性是传感器技术发展的重要趋势。

传感器在使用过程中容易受到环境影响或损坏,自愈性的传感器可以通过自动修复或切换备份模块等方式提高可靠性。

同时,传感器的自适应性可以根据不同环境情况调整工作参数,提高适应性和准确性。

传感器技术发展现状与趋势文献

传感器技术发展现状与趋势文献

传感器技术发展现状与趋势引言随着科学技术的不断进步,传感器技术作为信息采集和控制系统的重要组成部分,在各个领域中起着至关重要的作用。

本文将从传感器技术的定义、发展历程、现状和趋势等方面进行深入探讨,以期对传感器技术的发展和应用有更全面的了解。

传感器技术的定义传感器技术是指利用物理、化学和生物现象对各种要测量的物理量、化学量或生物量进行感知、采集和转换的技术。

传感器作为信息系统的“感知器”,可以将非电信号转换为电信号,并将其用于测量、控制和通信等领域。

传感器技术的发展历程传感器技术的发展可以追溯到19世纪初。

当时,人们开始对环境中的温度、压力、湿度等物理量进行测量。

随着电子技术的进步,20世纪30年代,第一台电感式温度传感器被发明。

到了20世纪60年代,半导体传感器的出现使传感器技术进入了一个崭新的阶段。

此后,随着微电子技术的飞速发展,各种新型传感器如光学传感器、生物传感器、纳米传感器等相继出现,传感器技术得到了极大的推广和应用。

传感器技术的现状目前,传感器技术已经广泛应用于工业生产、环境监测、医疗健康、智能家居等领域。

传感器的应用场景越来越多样化,传感器的种类也越来越丰富。

世界各国纷纷加大对传感器技术的研发投入,力求在这个领域取得更多的突破。

在各个领域中,传感器技术已经成为提高生产效率、保障人民生活质量和推动社会发展的重要工具。

工业生产领域在工业生产领域,传感器技术的应用非常广泛。

传感器可以监测物体的温度、压力、振动等参数,帮助企业及时发现问题并进行调整。

例如,温度传感器可以用来监测机械设备的工作温度,防止出现过热现象。

另外,激光测距传感器在自动化生产线中被广泛应用,可以实现对物体的精确测量,提高生产效率。

环境监测领域传感器在环境监测领域的应用也十分重要。

环境传感器可以监测大气中的温度、湿度、气压等参数,帮助科学家了解和预测天气变化。

此外,气体传感器广泛应用于空气质量监测,可以检测有害气体浓度,为环境保护提供重要数据。

传感器的的发展现状及发展趋势分析

传感器的的发展现状及发展趋势分析

传感器的的发展现状及发展趋势分析当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。

今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。

新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。

在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

今天我们就来聊一聊传感器的那些事儿。

1.国际发展现状美国早在20世纪80年代就认为世界已进入了传感器时代,成立了国家技术小组(BTG),帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作,美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关。

日本把开发和利用传感器技术作为国家重点发展6大核心技术之一。

日本科学技术厅制定的上世纪90 年代重点科研项目中有70 个重点课题,其中有18 项是与传感器技术密切相关。

传感器与通信、计算机被称为现代信息系统的三大支柱。

因其技术含量高、渗透能力强,以及市场前景广阔等特点,引起了世界各国的广泛重视。

传感器在资源探测,海洋,环境监测,安全保卫,医疗诊断,家用电器,农业现代化,等领域都有广泛利用。

在军事方面,美国已为自己的F-22战机装备了新型的多谱传感器,实现了全被动式搜索与跟踪,可在诸如有雾、烟或雨等各种恶劣天气情况下使用,不仅可以全天候作战,还提高了隐身能力。

英国在航天飞机上使用的传感器约有100多种,总数达到4000多个,用于监测航天器的信息,验证设计的正确性,并可以在遇到问题时作出诊断。

日本则在“雷达4号”卫星上安装了传感器,可全天候对地面目标进行拍摄。

在世界范围内传感器增长最快是汽车市场需求,还有通信市场。

汽车电子控制系统水平关键在于采用传感器数量水平,目前一台普通家用轿车安装几十到上百个传感器,豪华轿车传感器数量达到200 多。

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传感器技术的研究应用现状与发展前景传感器技术作为信息技术的三大基础之一,是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。

传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。

人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。

传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。

本文回顾了传感器技术的发展历史,综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况,并通过简述当前的应用实例,展望了现代传感器技术的发展和应用前景。

1.引言传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。

当今社会的发展是信息化社会的发展,在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理,而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段,是现代科学的中枢神经系统,它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。

传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。

如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑,把通信系统比喻为传递信息的神经系统,那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。

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。

2.传感器的发展历史及分类2.1传感器技术的发展历史传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的,在那时与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们,不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。

在国外,传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的,并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事科技航空航天领域的试验研究。

然而,随着各国机械工业、电子、计算自动化等相关信息化产业的迅猛发展,以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。

我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发,经过从“六五”到“九五”的国家攻关,在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步,初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系,并在数控机床攻关中取得了一批可喜的为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。

但从总体上讲,它还不能适应我国经济与科技的迅速发展,我国不少传感器信号处理和识别系统仍然依赖进口。

同时,我国传感技术产品的市场竞争力优势尚未形成产品的改进与革新速度慢生产与应用系统的创新与改进少。

2.2传感器的分类传感器可从不同角度分类。

从被测量不同, 分为几何机械量( 例如尺寸、角度、表面参数、位移、速度、加速度、角位移、角速度等) , 热工量( 例如温度、压力、流量、密度、黏度、质量等) , 光学量( 强度、功率、波长、频率、相位、速度、脉宽、延迟、折射率、束散角等) , 声学量, 生物参数, 医学量( 生理参数) 等。

从传感器的输出不同, 可分为模拟信号( 连续波和脉冲波) , 数字信号, 电压和电流等传感器。

3.基于光电与生物传感器技术的国内外研究应用现状21 世纪是迈向信息化社会的崭新阶段。

其中,光电信息学与生物学的迅猛发展已成为这一时期科学技术发展的重要标志。

并最有机会寻求更大的突破与飞跃传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科,在人类迈向新世纪,步入信息化社会的关键阶段想要寻求空前迅速的发展,很大程度上取决于传感器在这两个前沿领域中的深入研究与广泛应用。

3.1当代光电传感器技术的研究应用现状光电式传感器(Photoelectric Sensor) 是以光为测量媒介,以光电器件为转换元件的传感器,它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。

近年来,随着各种新型光电器件的不断涌现,特别是激光技术和图像技术的迅猛发展,光电传感器已成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。

在传感器领域的扮演着重要角色,在非接触测量领域占据绝对统治地位。

目前,光电式传感器已在国民经济和科学技术各个领域得到广泛的应用,并发挥着越来越重要的作用。

其中,光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件,并负责把光信号、红外、可见及紫外光辐射,转变成为电信号、光电器件响应快结构简单,使用方便而且有较高的可靠性,因此在自动检测、计算机和控制系统中应用广泛。

光电式传感器既可以测量光信号,也可以测量其他非光信号,它可以实现对直接引起光源变化的被测量进行测量,也可以对使光路产生变化的被测量进行测量,量电路对光电器件输出的电信号进行放大或转换。

光电传感器在当前科研领域的运用范围很广,影响力巨大,尤其是基于光电传感器技术原理研发和制造出的新型光电传感器已成为当今传感器市场的主流,在国外,光电传感器技术已广泛地运用到各国军事技术、航空航天、检测技术以及车辆工程等诸多领域。

例如,军事上,国外激光制导技术迅猛发展,使导弹发射的精度和射中目标的准确性大幅度提高,美国在航空航天领域,研制出了新型高精度高耐性红外测温传感器,使其在恶劣的环境中仍能高精度测量出运行中的飞行器各部分温度。

国外的城市交通管理也大多运用电子红外光电传感器进行路段事故检测和故障排解的指挥。

同时,国外现有汽车中常装载有新型光电传感器如激光防撞雷达、红外夜视装置、测量发动机燃料特性、压力变化并用于导航的光纤陀螺等。

目前我国的光电式传感器在现代研究实力和影响范围上虽不及日本和欧美一些国。

但却在研究的种类和样式上取得重大的突破,总体上可分为光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器以及细丝类物件的在线检测。

同时,基于光电传感器技术的科技设备已在我国被广泛地应用于多种军事领域,其中较为广泛的应属紫外告警系统,它为探测来袭导弹提供了一个极其有效的手段。

3.2当代生物传感器技术的研究现状生物传感器技术是指用生物活性材料作为感受器,通过其生化效应来检测被测量的传感器。

生物传感器的原理主要由两大部分组成,生物功能物质的分子识别部分和转换部分。

前者的作用是识别被测物质,当生物传感器的敏感膜与被测物接触时,敏感膜上的某种生化活性物质就会从众多化合物中挑选适合于自己的分子并与之产生作用,使其具有选择识别的能力,转换部分是由于细胞膜受体与外界发生了共价结合,通过细胞膜的通透性改变诱发了一系列的电化学过程而这种变换得以把生物功能物质的分子识别转换为电信号形成了生物传感器。

生物传感器的研制和开发在全球学术界都具有巨大的影响力。

在国外,现代生物传感器已被详细划分为酶传感器、细胞传感器、免疫传感器、基因传感器等。

酶传感器方面,由于酶的纯化困难,加之固化技术影响酶的活性现代生物传感技术中采用多酶体系,利用即对不同化合物采用不同类型的酶进行最大活性的催化反应,并运用多酶的反馈调节可大大节省原材料并提高工作效率固定化底物电极,即使玻璃电极附近的,变化与酶的活性在一定范围内呈线性关系酶的电化学固定化即制作厚度小,酶含量可控的酶层细胞传感器以活细胞作为探测单元能定性定量地测量和分析未知物质的信息,并可连续检测和分析细胞在外界刺激下的生理功能免疫传感器是利用抗体对抗原的识别并能与抗原结合的功能构成的生物传感器。

根据生物敏感膜产生电位的不同,可分为标记和非标记免疫传感器。

现代基因传感器技术主要应用于基因固定的载体表面修饰和基因探针固定化技术、界面杂交技术、杂交信号转换和检测技术等。

在我国,生物传感器技术还处在大规模的研究阶段。

然而,结合国内外相关技术研制的生物传感器在我国当前的工业、农业、环境监测及生物医学等众多领域还是有着广泛和重要的应用。

在生物医学方面,一些有临床诊断意义的基质如血糖、乳酸、谷氨酰胺等可借助于生物传感器来检测在环境监测领域,生物传感器在测定环境污染指标即水质受有机物污染的程度方面起到了重要的作用。

为保证地区的淡水、饮用水质量,有效治理被污染水源等做出了贡献,微生物传感器用于测定空气和水中的含量和浓度,在发酵工业、整治大气污染等方面发挥功效。

生物传感器还可探测除草剂含量应用于植物学研究和整治农药污染。

在食品工业中,生物传感器用于食品鲜度滋味和熟度的测定,在食品生产和加工过程中起到重要作用,同时,还可测定食品中的细菌和毒素含量,及时避免人们误食此类食品危害健康。

4.现代传感器技术的发展趋势和应用前景目前的传感器,无论在数量上、质量上和功能上,远远不能适应社会多方面发展的需要。

当前,人们在充分利用先进的电子技术条件,研究和采用合适的外部电路以及最大限度地提高现有传感器的性能价格比的同时,正在寻求传感器技术发展的新途径。

特别是电子设计自动化(EDA)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、数字信号处理(DSP)、专用集成电路(ASIC)及表面贴装技术(SMT)等技术的发展,极大地加速了传感器技术的发展,由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性,所以外界因素的改变与动荡必然会造成传感器自身特性的不稳定,从而给其实际应用造成较大影响,这就要求我们针对传感器的工作原理和结构,在不同场合对传感器规定相应的基本要求,以最大程度优化其性能参数与指标,如高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本、宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度等。

同时,根据对国内外传感器技术的研究现状分析以及对传感器各性能参数的理想化要求,现代传感器技术的发展趋势可以从四个方面:分析与概括一是开发新材料、新工艺和开发新型传感器;二是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;四是通过传感器与其它学科的交叉整合实现无线网络化。

4.1利用新材料开发新型传感器随着光导纤维、纳米材料超导材料等相继问世,人工智能材料给我们带来了福音,它具有能够感知环境条件的变化(传统传感器)的功能,识别、判断(处理器)功能,发出指令和自采取行动(执引器)功能,利用这样具有新效应的敏感功能材料使研制具有新原理的新型传感器成为可能。

4.2集成化多功能传感器的开发集成化是指传感器同一功能的多元件并列以及功能上的一体化前一种集成化使传感器的检测参数实现“点、线、面、体”多维图像化甚至能加上时序控制等软件,变单参数检测为多参数检测;后一种集成化使传感器由单一的信号转换功能,扩展为兼有放大、运算、补偿等多功能的传感器。

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