传感技术在电子信息技术中的应用

传感技术在电子信息技术中的应用

摘要：近年来随着随着计算机技术的发展，电子信息技术的应用深入了人们生活的各个方面，尤其传感技术在电子信息技术中的各方面应用，更是生活中随处可见，传感技术俨然成为电子信息技术的一大支柱技术应用在各个领域。本文就详细阐述传感技术在电子信息技术中的具体应用。

关键词传感电子信息应用

概述：何谓传感器？传感器指“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”。简而言之，就是指能够感知信息并且把信息传输转化为电信号传输到第二个系统中的器件。

当然，获取信息要靠各类传感器，它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。它们有各种物理量、化学量或生物量的传感器。按照信息论的凸性定理，传感器的功能与品质决定了传感系统获取自然信息的信息量和信息质量，是高品质传感技术系统的构造第一个关键。信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。识别的主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类。它利用被识别（或诊断）对象与特征信息间的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。因此，传感技术是遵循信息论和系统论的。它包含了众多的高新技术、被众多的产业广泛采用。它也是现代科学技术发展的基础条件，应该受到足够地重视。

传感器的工作原理

传感器的作用是将电量或非电量信号参数转换为规定电量信号；对于同一参数可以使用不同的传感原理去实现；不同的传感原理的测量需要不同电路作为支持。例：运动速度测量，运动速度是一个非电量信号，可以采用多种测量方法。

①可用测量风压的原理进行运动速度的测量，其传感原理是，在运动的物体上安装一个管，让管口向着运动方向，管的底部所受压力与运动速度成正比，只要测出压力大小就可以知道运动速度多少。如果使用硅杯电桥进行压力测量，后面还要有放大等。

②可用测量距离与时间的原理测量出运动速度，其传感原理是，在地面上用发射电磁波（激光、声波等）接收反射波所用时间，当物体移动时，每次测量出的距离就不相同，前次测量与本次测量的间隔时间也可以测量出，用距离除上时间可得到速度。发射、接收、计时都需要电路

③可用离心力测量运动速度，在运动物体上一个轮接触不动地面等，会使轴转动，将转动传给一个垂直于地面的轴，也让它转动，用个连杆挂在立轴上，在离心力的作用下，杆会向外张，运动速度越大，杆张开的角度也越大，测量角度和测量杆头距立轴的距离都可以得知运动速度。测量角度或距离都要用到电路。

综上所述，传感原理及应用决定了电路形式，而电路是实现测量的基本结构，可谓传感与电子信息的应用相辅相成缺一不可。

发展现状

无论是国内还是国外，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。从80年代起才开始重视和投资传感技术的研究开发或列为重点攻关项目，不少先进的成果仍停留在研究实验阶段，转化率比较低。

我国从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。

发展趋势

利用新的理论、新的效应研究开发工程和科技发展迫切需求的多种新型传感器和传感技术系统。

以后的发展中将会侧重于①微小型化：利用集成电路微小型化的经验，从传感技术硬件系统的微小型化中提高其可靠性、质量、处理速度和生产率，降低成本，节约资源与能源，减少对环境的污染。这种充分利用已有微细加工技术与装置的做法已经取得巨大的效益、极大地增强了市场竞争力，例如：80年代进口一套AE传感器及其住处预处理硬件的成本已被降至原来的百分之几到千分之几，使我国经“七五”和“八五”攻关的产品化系统处于无力竞争的地位。后者采用独创的宽带高精度AE传感器和厚膜集成电路预处理硬件，但其成本仍

比国外先进的产品高数倍到数十倍。在微小型化中，为世界各国注目的是纳米技术。

②集成化：进行硬件与软件两方面的集成，它包括：传感器阵列的集成和多功能、多传感参数的复合传感器（如：汽车用的油量、酒精检测和发动机工作性能的复合传感器）；传感系统硬件的集成，如：信息处理与传感器的集成，传感器－－处理单元－－识别单元的集成等；硬件与软件的集成；数据集成与融合等。

③智能化：侧重传感信号的处理和识别技术、方法和装置同自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术结合，发展支持智能制造、智能机器和智能制造系统发展的智能传感技术系统。

④强调改进和提高力/力矩、功率/电流、振动、声振（合声发射与超声及语音）、温度、光视及触针传感系统，使它们有尽可能高的可靠性、灵敏度和可应用性，以适应21世纪初工业应用的要求；

⑤强调发展信号处理战略、程序和识别技术，提高硬/软件的集成度和系统的识别速度、精度和动态特性（鲁棒性等）；

⑥发展多传感器数据集成与融合的研究开发，以提高对缺陷和故障的识别精度、可靠性、降低成本，提高系统可应用性。

我国在传感器智能与集成化方面与国外发展差距较大，我们的发展法相更为明确。这也是目前世界争先研究的科技高峰。

典型应用

①温度传感器：温度传感器应用比较传统的是空调中的应用，它感

受室内的温度然后将温度信息传送到电子控制板，然后电子控制板将根据温度传感器的信息对空调的运行进行调节。如果温度传感器坏掉，那么空调对温度的调节将会失控，可见其在空调应用中的重要性。

②力学传感器：力学信号的测量、记录和描绘在现今科研和工业生

产领域有极为广泛的应用。对于力学信号的采集过程一般都要经过传感器的力量信号接收和转化，转化后的电信号的采集和数字化以及数字信号的处理和传输等步骤，在信号的模数转换和数字新型号处理方面大都应用MCU芯片为核心的单片机系统来完成这部分任务。将其选用恰当的连接方式后有多种用途，尤其是应用强干扰环境下对力学测量精度高冰洁要求工作稳定等特定场合，具体可应用与皮带秤，料斗秤，机电结合秤等各种工程磁力装置中。

③光电传感器：光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。

它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一部将光信号转换成电信号。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等。例如：照相机上的光电传感器将物体反射的光接收，根据相机内的计算与处理芯片完成自动聚焦。

③激光传感器：其主要利用激光技术进行测量的传感器。由激光器激光检测器和测量电路组成。作为新型测量仪表，它的优点能够实现无接触远距离测量，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。所以它