工業(yè)設備在制造過程及整機性能測試中離不開各種機械量和幾何量，有些工業(yè)設備在運行中還要經(jīng)常對多種物量進行檢測或監(jiān)視，包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、壓力、流量、溫度、硬度、密度、濕度、比重、黏度、長度、角度、形狀、位置、表面粗糙度、表面波形等，這些均屬于物理量。實際生產(chǎn)、生活和科學實驗中還會遇到化學量、生物量（包括醫(yī)學），而所有這一切，從信號工程的角度來看，都需要通過傳感器，將其轉(zhuǎn)換成電信號（近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號），而后再進行信號的傳輸、處理、存儲、顯示、控制……，從信息的角度看，這些信號連同聲音和圖象信息都是信息的源頭，所以傳感器和檢測儀表、測量儀表是信息科學技術的三部分（信息獲取、信息傳輸、信息處理）中的重要部分。
在現(xiàn)代工業(yè)設備中，傳感器和檢測儀表是不可或缺的一部分的理由，還可由以下兩方面來看，傳統(tǒng)的工業(yè)設備如在其上增加了必要的傳感器，配備精密測量部件（附件），則其功能和精度可以提高，便于用戶操作和維護，*等級也可以提高，設備可以增值；工業(yè)設備作為自動化系統(tǒng)的控制對象或作為自動化系統(tǒng)的一部分，必須能與自動化系統(tǒng)的三部分（檢測、控制、執(zhí)行）相兼容或提供接口，使之集成為一個有機的整體，無論是單機自動化或作為大型自動化裝置的一部分，都使該工業(yè)設備的用途擴大。綜上所述，作為工業(yè)設備本身增加傳感器和檢測儀表、測量儀表或提供接口，是傳統(tǒng)設備更新?lián)Q代的必要條件。
傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變成電信號的器件，而檢測儀表在模擬電子技術條件下，一般是包括傳感器、檢測點取樣設備及放大器（進行抗干擾處理及信號傳輸），當然還有電源及現(xiàn)場顯示部分（可選擇），電信號一般為連續(xù)量、離散量兩種，實際上還可分成模擬量、開關量、脈沖量等，模擬信號傳輸采用統(tǒng)一信號（4-20mA DC等）。數(shù)字化過程中，檢測儀表變化比較大，經(jīng)過幾個階段，近來多采用ASIC專用集成電路，而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡接口封裝在一個器件中，完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。在自動化儀表中經(jīng)常把檢測儀表稱為變送器，如問題變送器、壓力變送器等。
因為傳感器用于各行各業(yè)，加之近年家用電器、汽車、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展，對傳感器需求大增，所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快，形成獨立的產(chǎn)業(yè)，這就拉動了工業(yè)設備，特別是半導體設備制造業(yè)的發(fā)展，所以人們有必要特別關注傳感器產(chǎn)業(yè)。
傳感器產(chǎn)品品種繁多，基于的科學原理多，技術密集，具有多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性，需要多學科、多種高新技術配合。雖然傳感器具有高附加效益，但本身價格不高，所以要推動傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是有難度的。
2、傳感器和檢測儀表的現(xiàn)狀
傳感器產(chǎn)品的門類品種繁多，用于流程工業(yè)的主要有：溫度傳感器、壓力傳感器、重量傳感器、流量傳感器、液位傳感器、氧敏傳感器、力敏傳感器、氣敏傳感器、分析儀表……，用于機械工業(yè)的還有：開關類的接近/定位傳感器*門開關等*傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、視覺傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等，國內(nèi)傳感器共分10大類，24小類，6000個品種，而國外品種更多，如美國約有17000種傳感器，所以發(fā)展傳感器品種的領域很寬廣。
國內(nèi)傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長，一般增長速度超過15%，2003年銷售額為186億元，同比增長率為9%，預計2008年將增加到506億美圓。2003年國內(nèi)傳感器應用四大領域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品、專用設備，其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的33.5%。由于改革開放，我國巨大的市場，引來了各國廠商，如西門子、橫河、霍尼威爾、歐姆龍、邦納等公司，這為終用戶和工業(yè)設備制造商帶來了很大的便利，而國內(nèi)傳感器和檢測儀表生產(chǎn)雖有發(fā)展，但這遠不能跟上形勢的需求。各國傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的規(guī)模在不斷擴大，美國約有1300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家，100多個研究院所和院校，日本有800家廠商。我國近年建立了傳感器技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室等研發(fā)基地，初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè)，2000年總產(chǎn)量超過13億只，目前我國已有1688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，其中MEMS研制生產(chǎn)的已有50多家，到“十五”末期，敏感元件和傳感器年總產(chǎn)量已達到20億只。
我國在參加國際傳感器市場競爭方面也走出了新路子，如沈陽儀表科學研究院的“傳感器國家工程研究中心?！币严蛎绹隹诹γ魝鞲衅餍酒?0萬只。
傳感器技術包括敏感機理，敏感材料，工藝設備和計測技術四個方面約有30多種技術。隨著微電子技術的發(fā)展，傳感器技術發(fā)展很快，我國研發(fā)的力量尚需大量投入，特別要加強具存自主知識產(chǎn)權的傳感器的創(chuàng)新開發(fā)?？蒲谐晒霓D(zhuǎn)化及傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化問題，在我國更是迫在眉睫的問題，在批量生產(chǎn)情況下，控制傳感器產(chǎn)品性能（主要是穩(wěn)定性、可靠性），使之合格率達到商業(yè)化產(chǎn)業(yè)要求，就需要有先進的制造工藝和自動化水平很高的工藝設備，因此應在開發(fā)專用工藝設備上下功夫，解決傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的“瓶頸”問題。在傳感器的應用上，特別是新型傳感器的應用上，還得大力推廣，改革開放創(chuàng)造了市場經(jīng)濟條件，各種工業(yè)設備應用了先進的傳感器，這擴大了傳感器市場，也使我國新型傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化有了動力。
在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化過程中，應該在引進國際技術和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。在引進國外先進技術中，可以提高自己的技術，同時也滿足了國內(nèi)市場的需求，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。如橫河公司近發(fā)布的EJX多變量變送器，就是個可以考慮引進技術的例子，它精度高（0.025%）、智能化程度高，采用現(xiàn)場總線技術，由于能把質(zhì)量、流量、介質(zhì)壓力及導管堵塞診斷、蒸氣體熱診斷和孔板磨損情況等多種變量和信息經(jīng)現(xiàn)場總線傳輸給中央控制室；對保證生產(chǎn)和提供設備維護信息、保證*運行都很有利，這種新型變送器的發(fā)展，配合了自動化系統(tǒng)管控一體化的變革，只有信息源頭能力強了，信息豐富了，才能使信息化更好促進生產(chǎn)力發(fā)展。另外，廣闊的重化工工業(yè)市場使得新型傳感器變送器在石油化工、冶金、電力等多個行業(yè)用量可以達到批量化產(chǎn)業(yè)要求。
3、傳感器和檢測儀表的發(fā)展趨勢
近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導致建立新型工業(yè)，是21世紀新的經(jīng)濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)（MEMS）技術基礎上的，目前已成功應用在硅器件上形成硅壓力傳感器（如上述EJX變送器）。微電子機械加工技術，包括體微機械加工技術、表面微機械加工技術、LIGA技術（X光深層光刻、微電鑄和微復制技術）、激光微加工技術和微型封裝技術等。MEMS的發(fā)展，把傳感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。傳感器的檢測儀表，在微電子技術基礎上，內(nèi)置微處理器，或把微傳感器和微處理器及相關集成電路（運算放大器、A/D或D/A、存貯器、網(wǎng)絡通訊接口電路）等封裝在一起完成了數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化。（注：MEMS技術還完成了微電動機或執(zhí)行器等產(chǎn)品，將另作文介紹）網(wǎng)絡化方面，目前主要是指采用多種現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)），這要按各行業(yè)的特點，選擇其中的一種或多種，近年內(nèi)流行的有FF、Profibus、CAN、Lonworks、AS-Interbus、TCP/IP等。
除MEMS外，新型傳感器的發(fā)展還有賴于新型敏感材料、敏感元件和納米技術，如新一代光纖傳感器、超導傳感器、焦平面陳列紅外探測器、生物傳感器、納米傳感器、新型量子傳感器、微型陀螺、網(wǎng)絡化傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、多功能傳感器等。
多傳感器數(shù)據(jù)融合技術正在形成熱點，它形成于20世紀80年代，它不同于一般信號處理，也不同于單個或多個傳感器的監(jiān)測和測量，而是對基于多個傳感器測量結(jié)果基礎上的更高層次的綜合決策過程。有鑒于傳感器技術的微型化、智能化程度提高，在信息獲取基礎上，多種功能進一步集成以致于融合，這是必然的趨勢，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術也促進了傳感器技術的發(fā)展。多傳感器數(shù)據(jù)融合的定義概括：把分布在不同位置的多個同類或不同類傳感器所提供的局部數(shù)據(jù)資源加以綜合，采用計算機技術對其進行分析，消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，加以互補，降低其不確實性，獲得被測對象的一致性解釋與描述，從而提高系統(tǒng)決策、規(guī)劃、反應的快速性和正確性，使系統(tǒng)獲得更充分的信息。其信息融合在不同信息層次上出現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)層（像素層）融合、特征層融合、決策層（證據(jù)層）融合。由于它比單一傳感器信息有如下優(yōu)點，即容錯性、互補性、實時性、經(jīng)濟性，所以逐步得到推廣應用。應用領域除軍事外，已適用于自動化技術、機器人、海洋監(jiān)視、地震觀測、建筑、空中交通管制、醫(yī)學診斷、遙感技術等方面。
4、結(jié)束語
2002年發(fā)行的由王大珩主編的“現(xiàn)代儀器儀表技術與設計”上下兩卷400多萬字的巨著，為我們發(fā)展儀器儀表工業(yè)添加了助推力，其中第三篇為智能微系統(tǒng)技術、第四篇為傳感器技術、第十二篇為信息傳輸與網(wǎng)絡化一起相關發(fā)展技術，均與傳感器和檢測儀表有直接關系，很值得我們從事自動化工作的人員一讀，其它門類儀表的篇章及現(xiàn)代設計科學和先進制造技術篇章也使我們更深刻了解傳感器與檢測儀表的發(fā)展趨勢，所以本人把推薦此書作為結(jié)束語。我國傳感器產(chǎn)業(yè)要適應技術潮流，根據(jù)市場需求，做到“新苗交替、遠近結(jié)合、品種齊全、滿足需求”，做到“大、中、小并舉”，“集團化和專業(yè)化生產(chǎn)并存”，向國內(nèi)外兩個市場相結(jié)合的國際化方向發(fā)展，讓傳感器和檢測儀表抓住信息化的發(fā)展機遇，形成了一個陽光產(chǎn)業(yè)。
?。?）電流必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續(xù)時間不得超過1分鐘。
?。?）電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續(xù)時間不得超過1分鐘。
?。?）電流電壓傳感器的較佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當被測電流高于電流傳感器的額定值時，應選用相應大的傳感器；當被測電壓高于電壓傳感器的額定值時，應重新調(diào)整限流電阻。當被測電流低于額定值1/2以下時，為了得到較佳精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。
?。?）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。
?。?）在要求得到良好動態(tài)特性的裝置上使用時，可以用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數(shù)，均會影響動態(tài)特性。
?。?）在大電流直流系統(tǒng)中使用時，因某種原因造成工作開路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。
?。?）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應大于5～10cm。
（8）為了使傳感器工作在較佳測量狀態(tài)。
（9）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
?。?0）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。
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