微型光傳感器

圖5 是一種集成微型位移光傳感器的顯微照片。該傳感器基底面積為750μm &TImes;80μm ，單片集成激光二極管（LD） ，聚酰亞胺光波導和分離式光電二極管（PD） 。它將來自LD 的光束照射到測量目標上，用分離式光電二極管探測其反射光斑。若物體移位，則光電二極管上的光斑會隨之移動。用雙分離式PD 的工作功率求出位移量，從而可以高精度測量被測目標的位移。該傳感器的測量范圍為7.2μm ，分辨率為4 nm（光功率為0.5 mW） 和1.7 nm（光功率為1 mW） 。

微型電場傳感器

電場傳感器是基于導體在電場中產生感應電荷的原理。圖6 提供了一種基于MEMS 技術設計的微型電場傳感器的結構圖。傳感器由振動和感應兩大部分組成。振動部分的核心是振動膜，由氮化硅（Si3N4）薄膜制備，可以在圖示的垂直方向上振動。感應電極、屏蔽電極和激振電極對由分別生長在振動膜和感應部分上的金屬電極構成。屏蔽電極接地，其上有孔形陣列。傳感器工作時，激振電極對連接交流電壓源，通過兩個電極間的庫侖力作用引起振動膜垂直振動。調節交流電壓頻率，使振動膜在諧振點附近達到預定的振幅。此時感應電極接受經過屏蔽電極周期性屏蔽的電場，產生感應電流，經前置放大后接外部檢測電路。微電場傳感器彌補了一般電場傳感器體積大、能耗高的缺點，可以應用于各種環境下靜電場及低頻電場的測量，有著廣闊的應用前景 。

微型傳感器的發展趨勢

微型傳感器的智能化

具有自診斷、自校準、自補償功能，能夠實現對信息的存儲和記憶，能夠完成多傳感器多參數混合測量和對信號數據的實時處理，并且實現數字量的輸出。

智能微型傳感器可以從根本上改變傳統傳感器功能單一的狀況，把對物理信號的探測、分析和數字化處理集成。不僅使傳感系統的性能得到極大地提高，而且能夠簡化傳感系統的設計，大大降低成本。

如今，在已經實現微型傳感器初步智能化的基礎上，人們正利用模糊理論和神經網絡等技術力圖實現微傳感器智能化的更高形態—分布式網絡化 。

微型傳感器的多功能化

借助于敏感元件中不同的物理結構或化學物質及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統來同時實現多種傳感器的功能，這是目前微型傳感器技術一個全新的發展方向。

多功能微型傳感器可以對多種物理量進行探測。比如，微型數字式三端口傳感器就是同時采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件進行組配，從而達到探測多種信號目的，這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數字信號。

多功能微傳感器在許多應用領域中可以全面而準確的反映客觀對象。對它的研究多集中在觸覺敏感、嗅覺傳感以及視聽辨別等各類仿生傳感器上，比如由PVDF 材料、無觸點皮膚敏感系統以及橡膠觸覺傳感器等組成人造皮膚觸覺傳感器;由交叉選擇式氣體傳感器陳列和恰當模式識別系統組成的，具有識別簡單和復雜氣味的能力的“電子鼻”等。