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測控技術(shù),即測試與控制,是一門新型的技術(shù)科學,也是一門邊緣科學。早在一千多年以前,我國就先后發(fā)明了銅壺滴漏計時器、指南針以及天文儀器等多種自動測控裝置,這些發(fā)明促進了當時社會經(jīng)濟的發(fā)展。
二次大戰(zhàn)期間,由于建造飛機自動駕駛儀等的需要,推動了控制理論的飛躍發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)后,控制理論擴展到民用,在化工、煉油、冶金等工業(yè)部門得到了進一步的應用,控制理論也日漸成熟。20世紀50年代末和60年代,控制工程又出現(xiàn)了一個迅猛發(fā)展時期,這時由于導彈制導、數(shù)控技術(shù)、空間技術(shù)發(fā)展需要和電子計算機技術(shù)的成熟,控制理論發(fā)展到了一個新的階段,產(chǎn)生了現(xiàn)代控制理論。
測試技術(shù)傳感器的發(fā)展及應用:
a、光纖傳感器。
隨著光導纖維、納米材料超導材料等相繼問世,人工智能材料給我們帶來了福音,它具有能夠感知環(huán)境條件的變化（傳統(tǒng)傳感器）的功能,識別、判斷（處理器）功能,發(fā)出指令和自采取行動（執(zhí)引器）功能。利用這樣具有新效應的敏感功能材料使研制具有新原理的新型傳感器成為可能。
光纖傳感器具有傳統(tǒng)傳感器所不可比的優(yōu)點:靈敏度高、動態(tài)范圍大、響應速度快、不受電磁干擾、防爆防燃、易于遠距離遙測、保密性好、重量輕、機械強度高等。從光纖傳感器問世至今,已有了上百個品種,在許多領(lǐng)域獲得了廣泛應用。例如,光纖流速傳感器以其高的靈敏度、耐高壓耐腐蝕、頻帶寬等特點,逐步取代傳統(tǒng)的傳感原理及測試方法。
b、生物傳感器。
生物傳感器是用生物活性材料（酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等）與物理化學換能器有機結(jié)合的一門交叉學科,是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進的檢測方法與監(jiān)控方法,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學換能器（傳感器）,二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動化儀表技術(shù)進行生物信號的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。
生物傳感器的原理是待測物質(zhì)經(jīng)擴散作用進入生物活性材料,經(jīng)分子識別,發(fā)生生物學反應,產(chǎn)生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號,再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測物濃度。
按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類,可分為:微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等等
按照傳感器器件檢測的原理分類,可分為:熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。
按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類,可分為親和型和代謝型兩種。
c、實現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化。
利用集成電路微小型化的經(jīng)驗,從傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)的微小型化中提高其可靠性、質(zhì)量、處理速度和生產(chǎn)率,降低成本,節(jié)約資源與能源,減少對環(huán)境的污染。這種充分利用已有微細加工技術(shù)與裝置的做法已經(jīng)取得巨大的效益、極大地增強了市場競爭力。
d、傳感器與多學科交叉融合,推動無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展。
無線傳感器網(wǎng)絡是由大量具有無線通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點構(gòu)成的自組織分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)。利用微傳感器與微機械、通信、自動控制、人工智能等多學科的綜合技術(shù),實現(xiàn)傳感器的無線網(wǎng)絡化,使其能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務.
由此可見,現(xiàn)代傳感器技術(shù)具有巨大的應用潛力,擁有廣泛的開發(fā)空間。面對當前各項技術(shù)尚未完善的局面,我們有理由相信,傳感器技術(shù)的發(fā)展道路上充滿機遇。在不久的將來,傳感器技術(shù)會得到更快速的發(fā)展,并應用到更廣泛的領(lǐng)域,成為人類生產(chǎn)生活中不可或缺的科技產(chǎn)品。
因此,測控技術(shù)的新發(fā)展將會給我國的經(jīng)濟建設和國防建設注入新的活力。
