维普资讯 http://www.cqvip.com 工业科技 浅谈Ｔ幸憨貉的发展 王日俊，刘 峰，凌国宇 周金龙 （西南大学工程技术学院，重庆４００７１６） ’。 ； 接耍：ｇｔ会的不断发展要求着传感器在各个方面比如：精度、 甚至几百分之一，重量从几千克下降到几十克甚至几 ｔ 可靠性、响应速度、获取信息量、成本以及使用的方便等不断的发 其二，理论基础、￣ｇｇ－ｒＺ、设计方法等有许多自 身的特殊现 展以适应各个方面的要求。传统的传感器因起功能、特性、体积、 象和规律。 成本等已经难以满足而逐渐被淘汰。文章通过简单介绍了两种传 其三，微传感器是机械和微电子集合为一体的功穗器件、功 统传感器缺点，引出了传感器的发展方向即微型化、智能化、集成 耗低、反应快。 化以及无线网络化。并通过几个典型的新型传感器的例子对其结 其四，有数字接口、自检、自校、数字补偿和总线皆容等功能。 构特点和应用进行了简单的阐述。 其五，发展趋势是微传感器，微执行器和接１２１电路相形成一 关键词：传感器 发展 应用 个功能系统。 微传感器以“智能尘埃”为代表。“智能尘埃”是由荚国加ｌ卅大 ０ 引言 学伯克利分校的皮斯特教授受无线呼机和手机的启发而提出。它 传感器是现代信息技术的三大基础之一。随着测控系统的自 主要由微处理器、通讯设备、电源装置、传感器以及＿些接口电路 动化，智能化的发展，要求传感器准确度高、可靠性高、稳定性好， 组成。 “ Ｊ 而且具备一定的数据处理能力，并能够自检、自校、自补偿等性 这些只有１立方毫米甚至体积更加小的无线微传感器，可以 能。显然，传统的传感器已经不能满足这样的要求了。 由飞机，火箭，直升机和人散播到任何地方。这些“智能尘埃”在自 从传感器的发展趋势来讲，智能化、微型化、集成化、多功能 己覆盖的区域能采集任何信息：气温，气压，辐射，污染程度，声信 以及与“大脑”计算机紧密结合所形成的传感器网络都将作为未 号，光信号……然后把信号数字化，发射到若干中继站 最后由控 来传感器的发展方向。 制中心收集。到处散布的“智能尘埃”能够枢联系便形成了独立 运行的网络。结构如图２所示。分布在传感器扫描场（Ｓｈｏｔｒ￣ｔ） １传统传感器 的传感器节点 ｎｓ０ｒ ｎｏｄｅｇ）通过相邻节点的接力传送的方式ｌ＇祷 自己所探测到的有用信息通过接收器（ｓｉｌＩｋ），再通过基站ｌ￣Ａ／ｌ！星 信道或者有线网络（Ｉｎｔｅｍｅｔ ａｎｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）传送给＜Ｔａｓｌｔ啪 ｎｏｄｅ）将信息进行初步的数据处理和信息融合之后最终用户《Ｕ§一 ｅｒ１。其体系结构如图１所示。 传统的传感器完全是由硬件所组成，其研究主要局限在传感 器的机理（就是设计时所依赖的物理现象，化学反应，生物效应和 电子效应等机理）、材料、结构、工艺等物理方面，集中于硬件的开 发和使用。目前在工业、农业、测量自动控制与监测方面都对传感 器有了更新更高的要求。 传统的电磁式电流互感器、电压互感器。现代电网的发展要 求大容量、高电压、小型、紧凑化以及配电系统自动化。因此对电 流、电压互感器不仅提出了小型化、高可靠性要求，还要求它具有 高、低压完全隔离、抗电磁干扰性能好等优点。传统的电磁式电流 互感器、电压互感器长期以来，都应用在电网设备中。它已经不能 够满足现代电网发展的要求。首先，它是按机电式继电器的要求 设计的，需要大的功率输入，功率损耗大，体积也比较大；其次，笨 重且价贵，成本较大；当短路电流过大，致使电流互感器铁心饱和 而使电流信号畸变，因此需要复杂而昂贵的保护装置将畸变的信 号修正到它原来的形状。再次，传统的电流互感器、电压互感器内 部充油来提高绝缘电压，由于密封工艺的难度，经常会发生漏油。 由于上述缺点，在现代电网中继续使用它已不太适合，即必须向 现代电流、电压互感器发展。 传统漏磁检测传感器。传统漏磁检测传感器主要由一个铁心 和绕在其上的检测绕组构成单体传感器组（也可以是多个单体构 成多体）。单体传感器的结构简单、易加工，对微弱信号检测灵敏 度也很高，但缺点是抗干扰能力差，特别是对管材在运行过程中 由于颠簸和摆动产生的干扰难以消除，严重的影响到检测的灵敏 度。尽管在机械制造方面采取措施可以使干扰减小，但还是满足 不了高精度的测量要求。 在传统传感器的应用中，类似的这样的例子也经不断出现。 个方面，它们反映了传统传感器已经在很大程度上满足不了现 代社会的要求；另一方面，要求我们不断地开发新型的传感器以 适应不断提出的新要求。 —３ 智能化传感器及其集成化 传感器智能化（亦称数字传感器）是传感器技术的主要发展 方向之一。智能传感器在２Ｏ世纪２Ｏ年代中期问世Ｏ它是微电子 技术，计算机技术和自动测试技术的结晶。其原理图如图２。智能 传感器内部包括传感器、微处理器、调理电路和接１２１电路等。 图２智能化传藏器的原理框图 ２微传感器以及传感器网络的发展 微型化是传感器发展的一个趋势。它与传统传感器相比 较，有许多特征和技术优势。 其一，微小，微传感器的体积只有传统传感器的几十分之一 ３Ｏ 般是指以专用微处理器进行控制的具有双向通信功能的 先进传感器系统，微处理器能够按照给定的程序对传感器实现软 件控制，把传感器从单功能变成多功能。与传统的传感器相比，智 一能传感器有如下特点： ３．１精度高 自动调零、自动平衡、自动补偿等多项功能来保证它的高精 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年（第３６卷）第３期 工业斜技 度。 程力学原理，依照人体头颈部的曲线设计，符合颈椎受力的特点， ３．２高可靠性和高稳定性 保持脊椎的平衡伸展，让血液循环自然顺畅。 因外界变化引起的漂移，能够进行系统的自我检验，分析判 随着大规模集成电路技术和微机械加工技术的迅猛发展，同 断并给出相应的处理。保证了高可靠性和高稳定性。 时为智能传感器向集成化式方向发展奠定了基础，集成化使智能 ３．３高信噪比和高分辨率 传感器达到了微型化和结构一体化，从而提高了精度和稳定性。 有数字存储、记忆与信息处理功能，可以除去数据中的噪声。 一方面可以对同类型的传感器进行集成，可以使传感器测量的功 ３．４强的适应性 能装置更加的可靠。 有判断、分析和处理功能，能够根据系统系统的工作情况作 另一方面可以对不同类型的传感器进行集成。例如集成有压 出相应的决策，使系统工作在最优的状态。 力、温度、湿度、流量、加速度、化学等敏感单元的传感器，能同时 基于智能化传感器的上述特点。各国都在研发各种类型的智 测到环境中的不同参量，用来对环境进行监测。向微型化发展、使 能化传感器，我们国家也在积极地去开发智能化传感器，并取得 用新型材料、低功耗及无源化发展、向高可靠性、宽温度范围发展 了大的进步。 已经成为目前市场上的集成智能传感器研究热点。 ２００５年，一种新型可用于电动自行车的力矩式智能传感器 在苏州问世。安装了这套系统的电动车，外观看不出有什么变化， ４结束语 但是它可以检测人体骑行时的踏力的大小。脚蹬的力气越大，电 综上所述，传感器的发展是在应用的一步一步需要中不断地 动机的加力也会随之增大，特别是在上坡，顶风，载重等吃力条件 发展的。传统的传感器比如传统的电磁式电流互感器、电压互感 下，其优势更加明显，可以真正让人体会到“智能”的感觉。 器，传统漏磁检测传感器已经不适应社会的进一步需要，于是人 这种新产品的研发过程涉及到机械，电子，软件，电磁转换等 们便从机理，材料，结构，工艺等方面着手寻找新的解决方法。微 多个学科方面，机械部分的作用是车在运动状态下，将力矩产生 传感器是２０世纪８０年代中期国际上出现的一项高新技术。传统 的微小变化转化为电信号；电子部分的作用是将检测到的电磁信 的传感器因其功能差，体积大等缺点已经很难满足应用的需要而 号根据人体运动学的原理，经过软件的计算，处理转变为控制信 逐渐被功能更加完善，体积更小的微传感器取代。微传感器发展 号。智能传感器可以方便地安装在电动自行车的链轮曲柄处，它 到２１世纪与现代的计算机技术，信号接收和处理网络控制等技 的输出信号无需经过修改就可以与目前大多数的电动车控制器 术相结合便产生了无线传感网络的概念，无线传感器网络将有可 相联接。 能实现地球网络化，但是目前仍有一定的技术难度将传感器网络 与传统配备速度传感器的智能车相比较，它有新的特点。传 大量的使用。现代各种技术领域中测控系统日益自动化和复杂， 统的智能车仅仅是一种配备一般速度传感器，这种车平路骑行还 发展智能化传感器以及集成化的智能传感器也是大势所趋，也在 可以，但是当上坡，顶风等骑行吃力的时候，就非常吃力，坡度越 社会生活中得到了比较好的应用。智能化传感器的出现提高了测 大速度越慢，电动机的加力越小，人也越感吃力。这种新型力矩式 控的精度，稳定性和强的适应性。 智能传感器电动车则完全改变了这个问题。特别适合在上坡，顶 参考文献： 风等情况下。 【１】王劲松．组成智能传感器的接口芯片．传感器技术，１９９９． 前不久，“零压力记忆智能枕”由富安娜公司研制成功，并通 【２】阿尼尔・阿南塔斯瓦米．尘埃的发展．英国《新科学家》周刊，２００２． 过了“中华预防医学会”的严格科技认证。该产品采用慢回复性海 【３】刘迎春，叶香滨．新型传感器以及应用．长沙：国防科技大学出版社， 绵，又叫随性海绵、记忆海绵，其构成主要为聚氨酯软泡，其吸震 １９９８． 性、吸音性能独特，回弹力接近于零，受压力后回复很缓慢，可以 【４】高嵩．王宗和．阵列式漏磁检测传感器与传统传感器的比较．无损检 根据人体的形状形成似人体形状最大支撑面，提供最大的舒适 测．２００５．７． 感。 【５】Ｋｏｒｈｏｎｅｎ，Ｊ．Ｐａｒｋｋａ ａｎｄ Ｍ．Ｖａｎ ＧＩＬＳ，“Ｈｅａｌｔｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｍｅ “零压力记忆智能枕”在技术上实现了两大突破：一是实现智 ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ＂，ＩＥＥＥ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｍａｇａｚｉｎｅ Ｍａｙ 能化，利用现代的”智能化传感器”能感应人体重量及温度，在 ６６—７３．２００３． 温度较高时会变柔软，较低时又保持一定硬度；二是根据人体工 【６】刘君华，智能传感器系统．西安电子科技大学出版社，２０００．６． （上接８２页）生成的基础，治理会计信息失真，必须进行产权制度 私利而干预正常的会计过程的行为，有助于上市公司信息披露的 改革。具体措施包括：（１）塑造公有产权主体代表，使其真正负起 规范化，企业要想树立良好的形象，维持其原有的公司股东并能 监管国有企业的职责，例如可借鉴国外成功经验，采取“政府专职 吸引潜在的投资者，必须建立、健全内部会计制度，加强内部财务 管理部门——控股公司——国有企业”的模式。（２）在塑造公有 管理，注重会计人员的职业行为素质的培养，为社会提供真实、可 产权主体代表的同时，引进部分私有产权，形成多元化的产权结 靠、全面的会计信息，以维护公司股东、债权人的利益，我国已从 构。（３）形成剩余索取权和控制管理权相分离的产权结构。（４）形 １９９３年颁布了基本会计准则，具体会计准则目前也正逐步推出。 成剩余索取权可转让的产权结构。 从目前情况看，由于《关联方关系及其交易的披露》、《股份有限公 ４．３建立规范的公司治理结构 司会计制度》等具体准则与制度的出台，以前年度普遍存在得到 完善公司的外部治理结构，包括大力发展资本市场和逐步培 利润操纵行为、利用跨年度时间差异提前确认收入进而虚增利润 育经理市场，同时规范公司的内部治理结构，进行责权的明确划 的行为、房地产行业将预收收入确认为营业收入的行为等，都得 分，必要时可予以整合，形成有效的权力相互制约的管理机制并 到了有效的抑制。进一步研究并尽快出台新的具体会计准则，对 建立和完善对经理人的绩效考评制度，形成有效的激励和约束机 治理会计信息失真意义重大。 制。 参考文献： ４．４完善注册会计师审计制度 【１】吴晓求．中国证券市场典型案例．中国人民大学出版，２００１． 转变监督方式，建立以注册会计师为主体的监督体系。国家 【２】查特菲尔德．会计思想史．中国商业出版社，１９８９． 一方面要提高注册会计师队伍的质量，增强注册会计师的独立 【３】陈今池观代会计理论．立信会计出版社，１９９８． 性，提高注册会计师的职业道德水平，另一方面要对注册会计师 【４】王德升等．国际会计．中国审计出版社，１９９３． 的服务质量进行抽查。发现舞弊行为，及时果断处理。 【５】安徽省会计学会课题组．关于会计信息质量的调查研究．会计研究， ４．５建立和完善会计准则，加强上市公司的内部审计。健全上市 １９９９．４ 公司的会计制度 【６】陈汉文．等．公司治理结构与会计质量．会计研究，１９９９．５． 上市公司应加强内部审计，有助于约束企业经营管理者出于 ３１
