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智能傳感器與現(xiàn)代汽車電子(5) - 智能傳感器 - 豆豆網(wǎng)

 macjeck 2011-03-29

  順便需要說說的是,在一些中文資料中,,尤其是一些產(chǎn)品宣傳性材料中,,籠統(tǒng)地將Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都稱之為智能傳感器,但在歐美文獻(xiàn)中是有所差別的,。西方專家和公眾通常認(rèn)為,,Smart(智能型)傳感器比Intelligent(知識(shí)型)的智慧層次和能力更高,。當(dāng)然,知識(shí)型的內(nèi)涵也在不斷進(jìn)化,,但那些只能簡單響應(yīng)環(huán)境變化,作一些相應(yīng)補(bǔ)償,、調(diào)整工作狀態(tài)的,,特別是不需要集成處理器的器件,其知識(shí)等級(jí)太低,,一般不應(yīng)歸入智能器件范疇,。

  相信大多數(shù)讀者能經(jīng)常接觸到的,最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭,、數(shù)碼相機(jī),、攝像機(jī)、手機(jī)攝像中的CCD圖像傳感器了,。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況,,因?yàn)镃CD 陣列中每個(gè)硅單元由光轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)極弱,必須直接和及時(shí)移位寄存,、并處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式信號(hào),。還有更復(fù)雜一些的,在中,、高檔長焦距(IOX)光學(xué)放大數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)上裝備的電子和光學(xué)防抖系統(tǒng),,特別是高端產(chǎn)品中的真正光學(xué)防抖系統(tǒng)。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計(jì)或微陀螺儀,,通過它監(jiān)測機(jī)身的抖動(dòng),,并換算成鏡頭的各軸向位移量,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)鏡頭中可變角度透鏡的移動(dòng),,使光學(xué)系統(tǒng)的折射光路保持穩(wěn)定,。

  微系統(tǒng)(Microsystem)和MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))-由微傳感器、微電子學(xué)電路(信號(hào)處理,、控制電路,、通信接品等)和微執(zhí)行器構(gòu)成一個(gè)三級(jí)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)、集成在一個(gè)芯片上的器件稱之為微系統(tǒng),。如果其中擁有機(jī)械聯(lián)動(dòng)或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件的器械則稱之為MEMS,。

  MEMS芯片的左側(cè)給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術(shù)。它的右側(cè)則為主要應(yīng)用領(lǐng)域列舉,。很明顯,,MEMS 的最好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應(yīng)、設(shè)計(jì)理念和工藝流程,,也即采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的CMOS 工藝與二維,、三維微細(xì)加工技術(shù)相結(jié)合的方法,,其中也包括微機(jī)械結(jié)構(gòu)件的制作。

 

  微傳感器合乎邏輯的發(fā)展延伸是智能傳感器,,智能傳感器自然延伸則是微系統(tǒng)和MEMS,,MEMS 的進(jìn)一步發(fā)展則是能夠自主接收、分辨外界信號(hào)和指令,,進(jìn)而能獨(dú)立,、正確動(dòng)作的微機(jī)械(Micromachines)。現(xiàn)在,,開發(fā)成功,、并已有商業(yè)產(chǎn)品的MEMS品種已不少,涵蓋圖4所示的各大領(lǐng)域,。其中包括全光光通信和全光計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件之一的二維,、三維MEMS光開關(guān)。

  通過控制芯片上的微反射鏡陣列,,實(shí)現(xiàn)光輸入/輸出的交叉互聯(lián),。這是目前全光交換技術(shù)的成熟的最佳方案。市場上可買到的MEMS光開關(guān)已達(dá)1296路,,開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為20ms,。

  微機(jī)械(也稱為納米機(jī)械)則尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段,但已有許多很重要的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品涌現(xiàn),,如著名的納米電機(jī),、微昆蟲、微直升機(jī)和潛水艇等,。技術(shù)產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為,,它們的開發(fā)成功和投入實(shí)際應(yīng)用將對(duì)工業(yè)技術(shù)和生活質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

 


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