測控技術中傳感器的發展及應用

糧情測控係統/智能糧庫係統摘 要：測控技術即測試和控製技術，它是實驗科學的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。一般說來，測試係統由傳(chuan) 感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。而測試技術的發展很大一部分是依賴傳(chuan) 感器的發展。 
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　　關(guan) 鍵詞：傳(chuan) 感器；發展；種類；應用 糧情測控係統/智能糧庫係統
　　1.糧情測控係統/智能糧庫係統傳(chuan) 感器 
　　傳(chuan) 感器將被測物理量（如噪聲，溫度）檢出並轉換為(wei) 電量，中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分析處理或經A/D變換後用軟件進行信號分析，顯示記錄裝置則測量結果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控製裝置。 
　　2.傳(chuan) 感器的發展 
　　傳(chuan) 感器技術是在20 世紀的中期才剛剛問世的。在國外，傳(chuan) 感器技術是在各國不斷發展與(yu) 提高的工業(ye) 化浪潮下誕生的，早期多用於(yu) 國家項目的科研研發以及各軍(jun) 事技術、航天領域的試驗研究。近代，隨著各國機械工業(ye) 、電子、計算機、自動化等相關(guan) 信息化產(chan) 業(ye) 的迅猛發展，以日本和歐美等西方國家為(wei) 代表的傳(chuan) 感器研發及其相關(guan) 技術產(chan) 業(ye) 的發展已在市場中逐步占有了重要的份額。 
　　我國從(cong) 上世紀中期開始傳(chuan) 感技術的研究與(yu) 開發，已經初步形成了傳(chuan) 感器研究、開發、生產(chan) 和應用的體(ti) 係，並在數控機床攻關(guan) 中取得了一批可喜的、為(wei) 世界矚目的發明與(yu) 工況監控係統或儀(yi) 器的成果。但從(cong) 總體(ti) 上講，它還不能適應我國經濟與(yu) 科技的迅速發展，我國不少傳(chuan) 感器、信號處理和識別係統仍然依賴進口。同時，我國傳(chuan) 感技術產(chan) 品的市場競爭(zheng) 力優(you) 勢尚未形成，產(chan) 品的改進與(yu) 革新速度慢，生產(chan) 與(yu) 應用係統的創新與(yu) 改進少。 
　　隨著科學技術的迅猛發展以及相關(guan) 條件的日趨成熟，利用新發現的材料和新發現的生物、物理、化學效應開發出的新型傳(chuan) 感器會(hui) 層出不窮的而出現。當今傳(chuan) 感器技術的研究與(yu) 發展，特別是基於(yu) 光電通信和生物學原理的新型傳(chuan) 感器技術的發展，已成為(wei) 推動國家乃至世界信息化產(chan) 業(ye) 進步的重要標誌與(yu) 動力。 
　　3.糧情測控係統/智能糧庫係統傳(chuan) 感器的種類及應用 
　　3.1 光纖傳(chuan) 感器 
　　上世紀70 年代中期，人們(men) 開始意識到光纖不僅(jin) 具有傳(chuan) 光的特性，而且本身就可以構成一種新的直接交換信息的元件。光纖能把待測的量與(yu) 它的各種參數起來，從(cong) 而將被測信號的狀態，以光信號的形式傳(chuan) 出。另外，光纖不僅(jin) 是一種敏感元件，而且是一種優(you) 良的低損耗傳(chuan) 輸線。光纖傳(chuan) 感器具有傳(chuan) 統傳(chuan) 感器所不可比的優(you) 點：靈敏度高、動態範圍大、響應速度快、不受電磁幹擾、防爆防燃、易於(yu) 遠距離遙測、保密性好、重量輕、機械強度高等。從(cong) 光纖傳(chuan) 感器問世至今，已有了上百個(ge) 品種，在許多領域獲得了廣泛應用。例如，光纖流速傳(chuan) 感器以其高的靈敏度、耐高壓耐腐蝕、頻帶寬等特點，逐步取代傳(chuan) 統的傳(chuan) 感原理及測試方法。 
　　光纖傳(chuan) 感器按其傳(chuan) 感原理可分為(wei) 兩(liang) 大類：一類是傳(chuan) 光型傳(chuan) 感器，另一類是傳(chuan) 感型傳(chuan) 感器。在傳(chuan) 光型光纖傳(chuan) 感器中，光纖僅(jin) 作為(wei) 傳(chuan) 播光的介質，對外界信息的“感覺”是依靠其它的功能元件來完成的。傳(chuan) 光型傳(chuan) 感器中的光纖是不連續的，中間有敏感元件；傳(chuan) 感型光纖傳(chuan) 感器是利用對外界信息具有敏感能力和檢測功能的光纖作為(wei) 敏感元件，把“傳(chuan) ”和“感”合為(wei) 一體(ti) 的傳(chuan) 感器。在這類傳(chuan) 感器中，光纖不僅(jin) 起傳(chuan) 光的作用，而且起調製器的作用。因此，傳(chuan) 感器中光纖是連續的，目前在醫學上應用的主要是傳(chuan) 光型光纖傳(chuan) 感器。傳(chuan) 感型傳(chuan) 感器主要又分為(wei) ：強度調製型傳(chuan) 感器和相位調製型傳(chuan) 感器。 
　　3.2 生物傳(chuan) 感器 
　　生物傳(chuan) 感器是用生物活性材料（酶、蛋白質、DNA、抗體(ti) 、抗原、生物膜等）與(yu) 物理化學換能器有機結合的一門交叉學科，是發展生物技術*的一種先進的檢測方法與(yu) 監控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳(chuan) 感器有以下共同的結構：包括一種或數種相關(guan) 生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉換為(wei) 電信號的物理或化學換能器（傳(chuan) 感器），二者組合在一起，用現代微電子和自動化儀(yi) 表技術進行生物信號的再加工，構成各種可以使用的生物傳(chuan) 感器分析裝置、儀(yi) 器和係統。 
　　按照其感受器中所采用的生命物質分類，可分為(wei) ：微生物傳(chuan) 感器、免疫傳(chuan) 感器、組織傳(chuan) 感器、細胞傳(chuan) 感器、酶傳(chuan) 感器、DNA傳(chuan) 感器等。 
　　按照傳(chuan) 感器器件檢測的原理分類，可分為(wei) ：熱敏生物傳(chuan) 感器、場效應管生物傳(chuan) 感器、壓電生物傳(chuan) 感器、光學生物傳(chuan) 感器、聲波道生物傳(chuan) 感器、酶電極生物傳(chuan) 感器、介體(ti) 生物傳(chuan) 感器等。 
　　按照生物敏感物質相互作用的類型分類，可分為(wei) 親(qin) 和型和代謝型兩(liang) 種。 
　　3.3 集成化多功能傳(chuan) 感器 
　　集成化是指傳(chuan) 感器同一功能的多元件並列以及功能上的一體(ti) 化。前一種集成化使傳(chuan) 感器的檢測參數實現“點、線、麵、體(ti) ”3D圖像化，甚至能加上時序控製等軟件，變單參數檢測為(wei) 多參數檢測；後一種集成化使傳(chuan) 感器由單一的信號轉換功能，擴展為(wei) 兼有放大、運算、補償(chang) 等多功能的傳(chuan) 感器。在實際運用中，常做到硬件與(yu) 軟件兩(liang) 方麵的集成，它包括：傳(chuan) 感器陣列的集成、多功能和多傳(chuan) 感參數的複合傳(chuan) 感器；傳(chuan) 感係統硬件的集成；硬件與(yu) 軟件的集成；數據集成與(yu) 融合等。 
　　而多功能是指“一器多能”，即一個(ge) 傳(chuan) 感器可以檢測兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的參數。這樣可大大節省工程成本，並使項目複雜度降低，提高了工作效率。 
　　運用集成化多功能理論研製出的傳(chuan) 感器可以應用到更廣泛的領域，並發揮出更加強大的功能效用。利用集成化多功能原理，現代傳(chuan) 感技術已製成帶溫度補償(chang) 的集成壓力傳(chuan) 感器，頻率輸出型集成壓力傳(chuan) 感器，霍爾集成傳(chuan) 感器，半導體(ti) 集成色敏傳(chuan) 感器，集成氣敏傳(chuan) 感器等。 
　　4.糧情測控係統/智能糧庫係統結語 
　　測控技術的發展方興(xing) 未艾。可以預見，測控技術必將隨著我國相關(guan) 技術的發展而逐步完善和成熟，各種功能的測控係統在不遠的將來會(hui) 廣泛地使用在社會(hui) 的各個(ge) 領域，測控技術的新發展將會(hui) 給經濟建設和國防建設注入新的活力。

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