微型傳感器刮起熱潮 智能化、多功能成發展方向
作者： 2020年11月23日 來源：全球化工設備網 瀏覽量：
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近日，俄羅斯托木斯克理工大學與托木斯克國立大學開發出了評估食品、生物活性食品添加劑和藥酒的抗氧化活性方法——一種微型家用傳感器。這類傳感器是一種透明聚合物，當與抗氧化劑
近日，俄羅斯托木斯克理工大學與托木斯克國立大學開發出了評估食品、生物活性食品添加劑和藥酒的抗氧化活性方法——一種微型家用傳感器。這類傳感器是一種透明聚合物，當與抗氧化劑液體接觸時會變色，它可以幫助任何人確定食品的抗氧化劑用途。此外，該傳感器還與現代分析設備相容，日用測量結果可以在實驗室中多次復查。
微型傳感器知多少
和傳統的傳感器相比，微型傳感器具有許多新特性，它們能夠彌補傳統傳感器的不足，具有廣泛的應用前景，越來越受到重視。下面就讓小編帶大家了解一下微型傳感器的結構和原理，以及微型傳感器的基本性能特點。
微型傳感器不是傳統傳感器簡單的物理縮小的產物，而是以新的工作機制和物化效應，使用標準半導體工藝兼容的材料，通過MEMS加工技術制備的新一代傳感器件，具有小型化、集成化的特點，可以極大地提高傳感器性能。在信號傳輸前就可放大信號，從而減少干擾和傳輸噪音，提高信噪比。在芯片上集成反饋線路和補償線路，可改善輸出的線性度和頻響特性，降低誤差，提高靈敏度。可以在一塊芯片上集成敏感元件、放大電路和補償線路。可以把多個相同的敏感元件集成在同一芯片上；具有良好的兼容性，便于與微電子器件集成與封裝。并且利用成熟的硅微半導體工藝加工制造，可以批量生產，成本非常低廉。
微型傳感器目前的進步方向是逐漸智能化，讓傳感器具有自診斷、自校準、自補償功能，能夠實現對信息的存儲和記憶，能夠完成多傳感器多參數混合測量和對信號數據的實時處理，并且實現數字量的輸出。
微型傳感器與AR 眼鏡的故事
AR眼鏡已經成為一個家喻戶曉的名詞。早前，AdHawk曝光了由微機電芯片制造而成的動作追蹤傳感器，這款微型傳感器可以用于眼球追蹤，但是在功耗和體積上都遠遠小于目前的紅外攝像頭解決方案。而眼球追蹤技術則是視點渲染技術的基礎，后者能夠大幅提高VR/AR內容畫面渲染的速度和效率，降低這個過程對硬件的需求，讓VR和AR設備小型化成為可能。
在眼球追蹤領域，目前最主流的解決方案是用紅外攝像頭捕捉用戶的眼球動作。而由于紅外攝像頭的體積很難做小，所以相關眼球追蹤套件往往會做成帶有較厚邊框的鏡片，或者嵌套在筆記本前方。由于攝像頭的功耗較高，這也意味其嵌入的設備必須有較大電量供應，往往需要設備必須有線連接。而AdHawk使用微機電技術生成的芯片非常微小，由這些芯片制成的微型傳感器，其大小能做到類似一個沙粒，體積非常小。在工作原理上，這些微型傳感器能夠用一種低能量光線掃描用戶的眼球，其掃描速度是傳統的紅外攝像頭的10倍以上。傳感器測量反射光線，并因此輸出科研級別的高精度眼球坐標。拜微機電技術所賜，這款微型傳感器的功耗非常低，一塊紐扣電池的電量足夠支撐傳感器工作整整一天。
AdHawk的微型傳感器無疑會促進眼球追蹤技術快速成熟，后者也是視點渲染技術的關鍵。而當視點渲染成為可能，則VR和AR設備的顯示將更輕松，可能小型低耗的處理器就能實現所有功能，那么VR和AR設備的體積就能變得更小。
微型傳感器的未來發展趨勢
目前微型傳感器技術日漸成熟，可以制作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS技術的微型傳感器在降低汽車電子系統成本及提高其性能方面的優勢，它們已開始逐步取代基于傳統機電技術的傳感器。
1.微型傳感器的智能化
目前，微型傳感器更趨向于具有自診斷、自校準、自補償功能，能夠實現對信息的存儲和記憶，能夠完成多傳感器多參數混合測量和對信號數據的實時處理，并且實現數字量的輸出。智能微型傳感器可以從根本上改變傳統傳感器功能單一的狀況，把對物理信號的探測、分析和數字化處理集成。不僅使傳感系統的性能得到極大地提高，而且能夠簡化傳感系統的設計，大大降低成本。如今，在已經實現微型傳感器初步智能化的基礎上，人們正利用模糊理論和神經網絡等技術力圖實現微傳感器智能化的更高形態—分布式網絡化。
2.微型傳感器的多功能化
借助于敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統來同時實現多種傳感器的功能，這是目前微型傳感器技術一個全新的發展方向。多功能微型傳感器可以對多種物理量進行探測。比如，微型數字式三端口傳感器就是同時采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件進行組配，從而達到探測多種信號目的，這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數字信號。
多功能微傳感器在許多應用領域中可以全面而準確的反映客觀對象。對它的研究多集中在觸覺敏感、嗅覺傳感以及視聽辨別等各類仿生傳感器上，比如由PVDF 材料、無觸點皮膚敏感系統以及橡膠觸覺傳感器等組成人造皮膚觸覺傳感器等。
當前技術水平飛速發展下，傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向進展。今后的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透得當今社會，進一步得到社會各界得普遍關注。
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