傳感探測(cè)技術(shù)隨半導(dǎo)體集成電路工藝的發(fā)展而發(fā)展。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，硬件技術(shù)隨著晶體管、模擬和數(shù)字集成電路、CPU、DSP、MCM和SOC系統(tǒng)集成電路的發(fā)展，不斷取得新的進(jìn)步?？陀^需求和技術(shù)發(fā)展，使傳感器的種類(lèi)、功能、信息傳輸、數(shù)據(jù)處理、使用壽命、體積、重量、價(jià)格都有突破性進(jìn)展。
傳感探測(cè)系統(tǒng)種類(lèi)很多，現(xiàn)以震動(dòng)、聲響傳感探測(cè)系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。傳統(tǒng)的震動(dòng)、聲響探測(cè)系統(tǒng)主要由震動(dòng)、聲響傳感器、實(shí)時(shí)信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)通信電路等組成。其工作原理為：震動(dòng)、聲響傳感器將運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的機(jī)械震動(dòng)和聲響信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該信號(hào)在實(shí)時(shí)信號(hào)處理器中通過(guò)A/D變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)一步通過(guò)模式識(shí)別處理，獲得運(yùn)動(dòng)物體的類(lèi)型，再通過(guò)數(shù)據(jù)通信電路將編碼數(shù)據(jù)傳送出去。
震動(dòng)傳感器通常采用速度或加速度類(lèi)型，聲響傳感器采用電容或駐極體傳聲器，由于換能機(jī)理、材料和加工工藝的局限性，傳感器的體積的縮小受到限制，重量減輕有限，重量一般為數(shù)百克。近年來(lái)，隨著微機(jī)電技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，傳感探測(cè)系統(tǒng)在組成結(jié)構(gòu)、體積、重量和功耗方面均有了較大變化。
微機(jī)電系統(tǒng)是由電子和機(jī)械元件組成的集成化微器件或系統(tǒng)，它采用與集成電路兼容的大批量處理工藝制造，尺寸在微米到毫米之間。它將計(jì)算、傳感與執(zhí)行融為一體，可提供特定的功能。在上述震動(dòng)/聲響傳感探測(cè)系統(tǒng)中，震動(dòng)傳感器可采用力平衡式微機(jī)械加速度傳感器，該傳感器具有很高的靈敏度和性，能測(cè)量低頻微弱加速度，測(cè)量范圍為0~1g。聲響傳感器可采用紋膜結(jié)構(gòu)的電容式微傳聲器，該傳聲器采用各項(xiàng)異性腐蝕技術(shù)與犧牲層腐蝕技術(shù)相結(jié)合制作，具有體積小、重量輕、工藝重復(fù)性好、強(qiáng)等特點(diǎn)。
SOC系統(tǒng)集成技術(shù)在單個(gè)芯片上就能完成原來(lái)由多個(gè)集成電路或印制板才能完成的功能，對(duì)于實(shí)際的芯片，微處理器可以是簡(jiǎn)單的8051微控制器，也可以是高速的64bitRISCCPU。存儲(chǔ)器可為單級(jí)結(jié)構(gòu)或多級(jí)結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是SRAM，DRAM，F(xiàn)lash等或幾種存儲(chǔ)器的組合。輸入輸出接口則可包括從PCI口、以太網(wǎng)、U、AD。DA，到各種傳感器等各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)接口。SOC芯片的研制成功使傳感探測(cè)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信號(hào)處理器和數(shù)據(jù)通信電路的體積縮小、處理速度提高、功耗降低、成本下降。采用SOC芯片的實(shí)時(shí)信號(hào)處理器和數(shù)據(jù)通信電路的體積與重量均可縮小或減輕30%~60%。
微機(jī)電系統(tǒng)與SOC系統(tǒng)集成芯片的出現(xiàn)，使傳感探測(cè)系統(tǒng)中的傳感器、實(shí)時(shí)信號(hào)處理器和數(shù)據(jù)通信電路能夠進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的性能和性提高。震動(dòng)、聲響傳感探測(cè)系統(tǒng)采用模式識(shí)別處理技術(shù)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的震動(dòng)、聲響信號(hào)特征，識(shí)別出物體的類(lèi)型。多個(gè)震動(dòng)、聲響傳感探測(cè)系統(tǒng)組合使用還可確定運(yùn)動(dòng)物體的位置。
