傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人類社會(huì)對(duì)傳感器提出的越來(lái)越高的要求是傳感器技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)則提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。隨著科技的發(fā)展，傳感器也在不斷的更新發(fā)展。

新型傳感器的開發(fā)

新型傳感器，大致涉及：采用新原理、填補(bǔ)傳感器空白、仿生傳感器等諸多方面。

傳感器的工作機(jī)理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價(jià)格偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不少誘人的優(yōu)點(diǎn)，加之過(guò)去發(fā)展也不夠，世界各國(guó)都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強(qiáng)研究，從而使它成為一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其中利用量子力學(xué)諸效應(yīng)研制的低靈敏閾傳感器，用來(lái)檢測(cè)微弱的信號(hào)，是發(fā)展新動(dòng)向之一。

集成化、多功能化、智能化

傳感器集成化包括兩種定義，一是同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個(gè)傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來(lái)，排成1維的為線性傳感器，CCD圖象傳感器就屬于這種情況。集成化的另一個(gè)定義是多功能一體化，即將傳感器與放大、運(yùn)算以及溫度補(bǔ)償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個(gè)器件。

隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有的已經(jīng)成為商品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式等類型，其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應(yīng)用廣。

傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。美國(guó)某大學(xué)傳感器研究發(fā)展中心研制的單片硅多維力傳感器可以同時(shí)測(cè)量3個(gè)線速度、3個(gè)離心加速度（角速度）和3個(gè)角加速度。主要元件是由4個(gè)正確設(shè)計(jì)安裝在一個(gè)基板上的懸臂梁組成的單片硅結(jié)構(gòu)，9個(gè)正確布置在各個(gè)懸臂梁上的壓阻敏感元件。多功能化不僅可以有效降低生產(chǎn)成本，減小體積，而且可以有效提高傳感器的穩(wěn)定性、可靠性等性能指標(biāo)。

把多個(gè)功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時(shí)進(jìn)行多種參數(shù)測(cè)量外，還可對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合處理和評(píng)價(jià)，反映出被測(cè)系統(tǒng)的整體狀態(tài)?？梢钥闯?，集成化對(duì)固態(tài)傳感器帶來(lái)了許多新的機(jī)會(huì)，同時(shí)它也是多功能化的基礎(chǔ)。

傳感器與微處理機(jī)相結(jié)合，使之不僅具有檢測(cè)功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷以及“思維”等人工智能，稱之為傳感器的智能化。借助于半導(dǎo)體集成化技術(shù)把傳感器部分與信號(hào)預(yù)處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規(guī)模集成智能傳感器。

可以說(shuō)智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)現(xiàn)將取決于傳感技術(shù)與半導(dǎo)體集成化工藝水平的提高與發(fā)展。這類傳感器具有多能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以肯定地說(shuō)，是傳感器重要的方向之一。

新材料的開發(fā)

傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，是其升級(jí)的重要支撐。

隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，傳感器技術(shù)日臻成熟，其種類越來(lái)越多。除了早期使用的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料以外，光導(dǎo)纖維以及超導(dǎo)材料的開發(fā)，為傳感器的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，根據(jù)以硅為基體的許多半導(dǎo)體材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化，以及半導(dǎo)體光熱探測(cè)器具有靈敏度高、精度高、非接觸性等特點(diǎn)，發(fā)展紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器;在敏感材料中，陶瓷材料、有機(jī)材料發(fā)展很快，可采用不同的配方混合原料，在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)高精度成型燒結(jié)，得到對(duì)某一種或某幾種氣體具有識(shí)別功能的敏感材料，用于制成新型氣體傳感器。此外，高分子有機(jī)敏感材料，是近幾年人們極為關(guān)注的具有應(yīng)用潛力的新型敏感材料，可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，也促進(jìn)了新型材料的開發(fā)，如納米材料等。美國(guó)NRC公司已開發(fā)出納米ZrO2氣體傳感器，控制機(jī)動(dòng)車輛尾氣的排放，對(duì)凈化環(huán)境效果很好，應(yīng)用前景比較廣闊。由于采用納米材料制作的傳感器，具有龐大的界面，能提供大量的氣體通道，而且導(dǎo)通電阻很小，有利于傳感器向微型化發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步將有更多的新型材料誕生。

新工藝的采用

在發(fā)展新型傳感器中，離不開新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新型傳感器特別密切的微細(xì)加工技術(shù)。該技術(shù)又稱微機(jī)械加工技術(shù)，是近年來(lái)隨著集成電路工藝發(fā)展起來(lái)的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來(lái)越多地用于傳感器領(lǐng)域，例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學(xué)氣體淀積（CVD）、外延、擴(kuò)散、腐蝕、光刻等，迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國(guó)內(nèi)外報(bào)道。

智能材料的應(yīng)用

智能材料是指設(shè)計(jì)和控制材料的物理、化學(xué)、機(jī)械、電學(xué)等參數(shù)，研制出生物體材料所具有的特性或者優(yōu)于生物體材料性能的人造材料。具有下述功能的材料可稱之為智能材料：具備對(duì)環(huán)境的判斷可自適應(yīng)功能;具備自診斷功能;具備自修復(fù)功能;具備自增強(qiáng)功能（或稱時(shí)基功能）。

生物體材料最突出特點(diǎn)是具有時(shí)基功能，這種傳感器對(duì)變分部分比較敏感。反之，長(zhǎng)期處于某一環(huán)境并習(xí)慣了此環(huán)境，則靈敏度下降。一般說(shuō)來(lái)，它能適應(yīng)環(huán)境調(diào)節(jié)其靈敏度。

除了生物體材料外，最引人注目的智能材料是形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。智能材料的探索工作剛剛開始，相信不久的將來(lái)會(huì)有很大的發(fā)展。

相關(guān)鏈接

在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，上億計(jì)的傳感器被嵌入到諸如移動(dòng)通信終端、智能穿戴設(shè)備、汽車和工業(yè)機(jī)器等各種設(shè)備中。每類傳感器背后都是一個(gè)巨大的行業(yè)與市場(chǎng)。例如溫濕度傳感器、紅外傳感器的廉價(jià)化;運(yùn)動(dòng)手環(huán)背后的壓力傳感器、陀螺儀和加速傳感器普及;被各路資本看好的無(wú)人機(jī)，則是壓力傳感器、陀螺儀、電子羅盤、GPS模塊成熟后的結(jié)果。有預(yù)計(jì)稱，“十三五期間”，中國(guó)傳感器市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到31%以上。中國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能增效、環(huán)保等方面的市場(chǎng)需求遠(yuǎn)大于歐美，是傳感器應(yīng)用的熱土，正成為傳感器國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。目前，全球跨國(guó)巨頭紛紛加緊在中國(guó)傳感器市場(chǎng)的布局。

得益于傳感器的廣泛應(yīng)用，智能制造中的數(shù)據(jù)利用不再是一個(gè)難題。通過(guò)制造設(shè)備中的傳感器，企業(yè)能夠采集供應(yīng)鏈上的每一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從追蹤生產(chǎn)過(guò)程中的原材料和發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，到實(shí)時(shí)過(guò)程管理、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品改良和生產(chǎn)設(shè)計(jì)最優(yōu)化。這些都可以由制造環(huán)境中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行推動(dòng)。此外，在我國(guó)制造業(yè)升級(jí)計(jì)劃中，反復(fù)提及將工業(yè)機(jī)器人投入戰(zhàn)場(chǎng)。而要讓工業(yè)機(jī)器人表現(xiàn)更優(yōu)異，更眼疾手快、思路清晰，傳感器技術(shù)至關(guān)重要。例如，準(zhǔn)確度和效率等自動(dòng)化挑戰(zhàn)，要求既能快速執(zhí)行制造任務(wù)、又能確保周圍工人安全的機(jī)器人。借由機(jī)器人的內(nèi)置或外置傳感器來(lái)控制機(jī)器人，傳感器確保機(jī)器人能夠高效精確地定位所加工部件的位置。為了檢測(cè)作業(yè)對(duì)象及工廠環(huán)境，或是機(jī)器人與它們的關(guān)系，許多更樂(lè)于接受新鮮事物的工廠在機(jī)器人上安裝了視覺傳感器、力覺傳感器、接近傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器等，大大改善了機(jī)器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復(fù)雜任務(wù)。