未来的自动化传感器发展趋势

疫传感器。

现代转基因传感器技术主要应用于基因固定的载体表面修饰和基因探针固定化技术、界面杂交技术，杂交信号转换和检测技术等。在我国，生物传感器技术还处在大规模的研究阶段。然而，结合国内外相关技术研制的生物传感器在我国当前的工业、农业、环境监测及生物医学等众多领域还是有着广泛和重要的应用。在生物医学方面，有一些临床诊断意义的基质如血糖、乳酸等可借助于生物传感器来监测在环境监测领域，生物传感器在测定环境污染指标即水质受有机物污染的程度方面起到了重要的作用。为保证地区的淡水、饮用水质量，有效治理被污染水源等做出了贡献，微生物传感器用于测定空气和水中的含量和浓度，在发酵工业、整治大气污染等方面发挥功效。生物传感器还可探测除草剂含量应用于植物学研究和整治农药污染。在食品工业中，生物传感器用于食品鲜度、滋味和熟度的测定，在食品生产和加工过程中起到了重要作用，同时，还可测定食品中的细菌和毒素含量，即使避免人们误食此类食品危害健康。

1.6 我国传感器发展应采取的措施

当前，我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。我国在传感器生产产业化过程中，应该兼顾引进国外技术和自主创新两方面。在引进国外先进技术中，可以提高自己的技术，同时也满足了国外市场的需求，形成了传感器生产产业规模。

今后国内传感器产业发展应采取以下措施：

（1）加大科技投入，保证传感器技术及其产业的可持续发展。从战略发展考虑，国家应加大科技投入力度同时，国家在执行投资倾斜政策时，要注意支持传感器行业骨干企业和特色企业，通过技术改造提高档次、扩大规模；重点支持具有发展潜力的地区形成生产基地，培育出传感器产业新的经济增长点。

（2）加大自主创新，提升自主知识产权比例。

21世纪传感器发展的总趋势是微型化、集成化、多功能化、智能化、网络

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化，传感器领域主要技术将在现有的基础上予以延伸和提高，尤其是微机械加工与微米/纳米技术。我国应在现有技术基础上，在广泛吸收、消化、跟踪国外先进技术的同时，加大技术创新，女里发展专用技术、特色技术、自主知识产权技术要以提高企业自身的创新与发展能力为突破口，采取以企业为主体、高等院校和科研院所广泛参与、利益共享、风险共担的产、血、研联合的机制，组织协同攻关，占领技术制高点，增强企业核心竞争力，并逐步实现自主开发、自我发展的良性循环，创造出具有自主知识产权的名牌产品。

（3）加快科技人才开发

传感器产业要生存、要发展、要振兴、要参与国内外市场竞争并立于不败之地，从某种意义上说是人，或者说是高科技人才才起决定性作用。在此情况下，应大力开展人力资源开发，加快培养与早就科技人才，培养新一代的传感器专家。

（4）建立有利于传感器技术快速转化的高效运行机制。以抓改革、抓创新、抓质量、抓市场、抓管理为主要任务，以传感器产业发展上规模、上档次、争份倾、创利润为主要目标，建立有利于传感器技术与经济紧密结合、促进其科技成果快速转化的高效运行机制，基本形成传感器产学研科技经济一体化的发展模式，努力实现传感器产业从速度数量型向质量效益型转变，已达到技术经济双升级，创新创业双赢的成效。

现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间。传感器是信息系统的源头。在客观对象测量、测试、检测、监测、分析、定位、跟踪、导航、制导、控制及健康管理等系统中，传感器是不可缺少的，且在一定程度上是决定系统性能的重要部件。因此，无论是材料、元器件和部件，还是系统研发者对传感器进展高度关注。传感器是科学和工程结合产物，既以来于科学的新现象和新规律，又依赖于新技术和工艺。

目前，我国传感器产品及其产业化水平与国外发达国家相比还有很大的差距，而传感器技术的发展正处于由传统向新型传感器发展的关键阶段，传感器更新换代快、需求量大、需求增长速度快，由于国内传感器的发展落后于需求的增加，国内大片市场被国外产品所占领面对国际市场的竞争，我国传感器行业处于非常不利的地位，甚至在某些领域出现生存危机。为此，国内传感器的研究开发

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工作应该重视基础性研究，针对重视规模的新产品，在攻克制造工艺技术的前提下，进行工艺稳定性研究及市场应用研究，在确定产品性能稳定可靠工艺易于批量化生产，市场应用前景广阔的基础上，开展产业化技术及产业化配套技术研究、可靠性技术等方面研究，以市场需求为导向，积极调动各方面力量，以处仅我国传感器行业的产业化进程。因此，要抓住机遇，利益创新，迎接挑战，坚持走科技与产业相结合的道路，加强具有自主知识产权的新型传感器的开发，加速现有科研成果的转化和产业化，迅速提高国产传感器的市场占有率，这才是我国传感器产业自身发展的当务之急，也是我国传感器发展的必经之路！

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第二章 光电传感器的结构及工作原理

2.1 工作原理及工作示意图

光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外形与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载的电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发,产生电子空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该相反电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就得到随光照强度变化而变化的电信号。

光敏三极管除了既有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三极管的外形与一般三极管相差不大，一般光敏三极管指引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流，比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子——空穴对，使得基极产生的电流I增大，此刻流过管子的电流称为光电流，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器子啊一般情况下，有三部分构成：

图2-1 光电传感器的基本结构

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