传感器的发展历程（最新的传感器技术）
传感器的发展历程
1、从第一代到第二代
第一代传感器结构传感器诞生于20世纪50年代，典型代表是电阻式传感器，90%用于称重，如体重计。其原理是中间的金属材料在人站上去时发生形状变化，引起电阻和电流变化，使指针或数字显示体重。这个时期的传感器比较粗糙，作用有限。
到了20世纪70年代，物理传感器诞生。人们将金属材料换成对光敏感的材料，如图像传感器的核心元件光敏传感器。随后，传感器材料从金属发展到半导体、电介质、磁性材料等各种固体材料，结构主要是敏感元件和转换元件。敏感元件感应外界信息，转换元件将感应到的信息转化成电信号。
第二代传感器比第一代丰富得多，种类多且功能越来越多。生活中常见的开关，从手动发展到声音感应、感光、触屏等不同类型，军事领域的雷达也有红外线传感器、毫米波雷达等不同种类。这些传感器做成了各种各样的检测设备，进入人类各个领域。此时产业界认为没有传感器检测各种信息，现代科学技术就不能得到发展。
2、集成传感器与智能传感器
随着各种设备的功能不断增加，对传感器的需求也越来越多，一个设备里面可能要求有多种功能，这就遇到了体积太小的设备安装不了很多传感器的问题。为解决这个问题，集成传感器应运而生。
集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的传感器，亦称硅传感器或单片集成传感器。模拟集成传感器是在20世纪80年代问世的，它将传感器集成在一个芯片上，可完成测量及模拟信号输出功能。其主要特点是功能单一、测量误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测量、控制，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
智能传感器是具有信息处理功能的传感器，带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。与一般传感器相比，智能传感器具有高精度、编程自动化、功能多样化等优点。一个良好的智能传感器是由微处理器驱动的传感器与仪表套装，并且具有通信与板载诊断等功能。智能传感器能将检测到的各种物理量储存起来，并按照指令处理这些数据，创造出新数据，还能进行信息交流，自我决定应该传送的数据，舍弃异常数据，完成分析和统计计算等。
最新的传感器技术
1、NEMS技术
NEMS（纳米机电系统）技术作为在MEMS技术基础上的进一步发展，正逐渐展现出其巨大的潜力。NEMS技术将传感器的维度从微米推进到了纳米级别，虽然目前面临着诸多挑战，但在未来有望提高传感器的性能，减少测量和能源消耗，同时提高灵敏度和拓展更广泛的应用范围。
2019年，瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的研究人员利用高导电性纳米材料石墨烯，研制出了迄今最小的NEMS加速度传感器，比传统的最先进的MEMS硅加速度计至少小两个数量级。这一突破为人体传感器和导航技术的发展带来了新的机遇，有望用于研制心血管疾病监测系统、超灵敏的可穿戴设备和便携式运动捕捉系统等。
与传统传感器相比，纳米材料具有更高的表面积或体积比，通过NEMS技术制造的谐振结构，可以高灵敏度地捕获最多样化的电量，从而改进了光学、机械、电气、结构和磁性能信号。大量应用将从这些技术中受益，例如检测气体中的化学成分，有助于提高化学过程中使用的产品质量，进行污染监测；改进基本物理参数的检测，如温度、流量和压力；用于植物生物学监测，监测农业和其他领域的环境。此外，NEMS传感器可能极大提高人的平均寿命，因为NEMS纳米传感器可以集成到细胞中，提供细胞内测量，局部检测活细胞的状态以及与肿瘤或肿瘤相关的其他细胞，为癌症等疾病的治愈带来希望。
2、柔性传感器技术
柔性传感器具有良好的柔韧性、延展性，可自由弯曲甚至折叠，结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对复杂被测量进行检测。
随着元宇宙和具身智能的发展，柔性传感器热度被引爆。在元宇宙中，Facebook改名Meta后宣布全力进军，并基于柔性传感器研制“电子皮肤”，以重现人的触觉感受。在具身智能中，机器人的五官感知来自于各种传感器，其中最重要的互动——拥抱、握手、触觉等反馈，就需要用到柔性传感器。
目前应用较多的柔性传感器主要有柔性图像感应阵列、柔性气体传感器、柔性湿度传感器、柔性压力传感器、柔性温度传感器等。作为新一代电子技术，柔性传感器技术发展潜力巨大，受到了美日韩等多个国家的高度关注，全球柔性电子研发热情较高，其中美国、中国大陆、日本关于柔性电子的专利数量位居全球前列。
3、其他关键传感器技术
光电传感器技术：光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成，将被测量的物理量变化转换成光信号的变化，然后由光电元件将光信号转换成电信号。其未来发展趋势呈现高集成化、低功耗、微型化、智能化和高灵敏性的特征。目前我国光电传感器市场规模约为94.7亿元，预计未来5年，我国光电传感器市场将保持28.0%左右的增速增长，到2024年市场规模将达到325亿元左右。
MEMS技术：MEMS（Micro-ElectroMechanicalSystem）技术是指可批量制作的，将微型机构、微型传感单元、微型执行器以及信号处理和控制电路、数据接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS技术在传感器的大规模应用，让传感器的小型化、低功耗、智能化成为可能，从而推动了传感器在物联网、消费电子、汽车电子等领域的广泛应用。
感知算法技术：感知算法技术在传感器技术中也起着重要作用。通过先进的感知算法，可以提高传感器的数据处理能力和准确性，实现更智能的传感器应用。例如，在智能传感器中，感知算法可以实现对数据的自动分析和处理，提高传感器的自适应性和可靠性。
这些关键传感器技术相互融合、相互促进，共同推动着传感器技术不断向前发展，为各个领域的智能化和自动化提供了强有力的支持。
