Super! Ringkasan komprehensif pengetahuan sensor

Sensor, juga dikenali sebagai Sensor atau Transduser dalam bahasa Inggeris, ditakrifkan dalam Kamus Webster Baharu sebagai: "Peranti yang menerima kuasa daripada satu sistem dan biasanya menghantar kuasa kepada sistem kedua dalam bentuk lain." Mengikut definisi ini, fungsi sensor adalah untuk menukar satu bentuk tenaga kepada bentuk tenaga yang lain, maka ramai sarjana juga menggunakan "transduser" untuk merujuk kepada "sensor".

Penderia ialah peranti pengesanan, biasanya terdiri daripada elemen sensitif dan elemen penukaran, yang boleh mengukur maklumat dan membolehkan pengguna melihat maklumat. Melalui transformasi, data atau maklumat nilai dalam sensor ditukar kepada isyarat elektrik atau bentuk keluaran lain yang diperlukan untuk memenuhi keperluan penghantaran maklumat, pemprosesan, penyimpanan, paparan, rakaman dan kawalan.

01. Sejarah pembangunan sensor

Pada tahun 1883, termostat pertama di dunia telah dilancarkan secara rasmi, dan ia dicipta oleh seorang pencipta bernama Warren S. Johnson. Termostat ini boleh mengekalkan suhu pada tahap ketepatan tertentu, iaitu penggunaan penderia dan teknologi penderiaan. Pada masa itu, ia adalah teknologi yang sangat berkuasa.

Pada akhir 1940-an, sensor inframerah pertama keluar. Selepas itu, banyak sensor telah dibangunkan secara berterusan. Sehingga kini, terdapat lebih daripada 35,000 jenis penderia di dunia, yang sangat kompleks bilangan dan penggunaannya. Boleh dikatakan sekarang adalah tempoh paling hangat untuk sensor dan teknologi sensor.

Pada tahun 1987, ADI (Analog Devices) mula melabur dalam penyelidikan dan pembangunan sensor baru. Sensor ini berbeza daripada yang lain. Ia dipanggil sensor MEMS, iaitu jenis sensor baharu yang dihasilkan menggunakan teknologi mikroelektronik dan pemesinan mikro. Berbanding dengan penderia tradisional, ia mempunyai ciri-ciri saiz kecil, ringan, kos rendah, penggunaan kuasa rendah, kebolehpercayaan yang tinggi, sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, penyepaduan mudah dan kecerdasan. ADI ialah syarikat terawal dalam industri yang melakukan penyelidikan dan pembangunan MEMS.

Pada tahun 1991, ADI mengeluarkan peranti MEMS High-g pertama dalam industri, yang digunakan terutamanya untuk pemantauan perlanggaran beg udara kereta. Selepas itu, banyak penderia MEMS telah dibangunkan secara meluas dan digunakan dalam instrumen ketepatan seperti telefon bimbit, lampu elektrik dan pengesanan suhu air. Sehingga 2010, terdapat kira-kira 600 unit di dunia yang terlibat dalam penyelidikan dan pembangunan serta pengeluaran MEMS.

02. Tiga peringkat pembangunan teknologi sensor

Fasa 1: Sebelum 1969

Terutamanya ditunjukkan sebagai penderia struktur. Penderia struktur menggunakan perubahan dalam parameter struktur untuk mengesan dan menukar isyarat. Contohnya: penderia terikan rintangan, yang menggunakan perubahan rintangan apabila bahan logam mengalami ubah bentuk anjal untuk menukar isyarat elektrik.

Fasa 2: Kira-kira 20 tahun selepas 1969

Penderia keadaan pepejal, yang mula dibangunkan pada tahun 1970-an, terdiri daripada komponen pepejal seperti semikonduktor, dielektrik, dan bahan magnet, dan dibuat menggunakan sifat bahan tertentu. Contohnya: menggunakan kesan termoelektrik, kesan Hall dan kesan fotosensitiviti untuk membuat sensor termokopel, sensor Hall dan photosensor, masing-masing.

Pada akhir 1970-an, dengan perkembangan teknologi integrasi, teknologi sintesis molekul, teknologi mikroelektronik, dan teknologi komputer, sensor bersepadu muncul.

Penderia bersepadu termasuk 2 jenis: penyepaduan penderia itu sendiri dan penyepaduan penderia dan litar seterusnya. Jenis sensor ini terutamanya mempunyai ciri-ciri kos rendah, kebolehpercayaan yang tinggi, prestasi yang baik, dan antara muka yang fleksibel.

Penderia bersepadu berkembang dengan sangat pesat dan kini menyumbang kira-kira 2/3 daripada pasaran penderia. Mereka berkembang ke arah harga rendah, pelbagai fungsi dan bersiri.

Peringkat ketiga: secara amnya merujuk kepada penghujung abad ke-20 hingga kini

Apa yang dipanggil sensor pintar merujuk kepada keupayaannya untuk mengesan, mendiagnosis diri, memproses data dan menyesuaikan diri dengan maklumat luaran. Ia adalah produk gabungan teknologi mikrokomputer dan teknologi pengesanan.

Pada tahun 1980-an, sensor pintar baru mula berkembang. Pada masa ini, pengukuran pintar terutamanya berdasarkan mikropemproses. Litar penyaman isyarat sensor, mikrokomputer, memori dan antara muka telah disepadukan ke dalam cip, memberikan sensor tahap kecerdasan buatan tertentu.

Pada tahun 1990-an, teknologi pengukuran pintar telah dipertingkatkan lagi, dan kecerdasan direalisasikan pada tahap pertama sensor, menjadikannya mempunyai fungsi diagnosis diri, fungsi ingatan, fungsi pengukuran berbilang parameter dan fungsi komunikasi rangkaian.

03. Jenis-jenis penderia

Pada masa ini, terdapat kekurangan piawaian dan norma antarabangsa di dunia, dan tiada jenis penderia piawai yang berwibawa telah dirumuskan. Mereka hanya boleh dibahagikan kepada penderia fizikal mudah, penderia kimia dan biosensor.

Sebagai contoh, penderia fizikal termasuk: bunyi, daya, cahaya, kemagnetan, suhu, kelembapan, elektrik, sinaran, dsb.; penderia kimia termasuk: pelbagai penderia gas, nilai pH asid-bes, pengionan, polarisasi, penjerapan kimia, tindak balas elektrokimia, dsb.; penderia biologi termasuk: elektrod enzim dan bioelektrik mediator, dsb. Hubungan sebab akibat antara penggunaan produk dan proses pembentukan saling berkaitan, dan sukar untuk mengelaskannya dengan ketat.

Berdasarkan klasifikasi dan penamaan sensor, terdapat terutamanya jenis berikut:

(1) Mengikut prinsip penukaran, ia boleh dibahagikan kepada sensor fizikal, sensor kimia dan sensor biologi.

(2) Mengikut maklumat pengesanan penderia, ia boleh dibahagikan kepada penderia akustik, penderia cahaya, penderia haba, penderia daya, penderia magnet, penderia gas, penderia kelembapan, penderia tekanan, penderia ion dan penderia sinaran.

(3) Mengikut kaedah bekalan kuasa, mereka boleh dibahagikan kepada sensor aktif atau pasif.

(4) Mengikut isyarat keluaran mereka, ia boleh dibahagikan kepada output analog, output digital dan sensor suis.

(5) Mengikut bahan yang digunakan dalam penderia, ia boleh dibahagikan kepada: bahan semikonduktor; bahan kristal; bahan seramik; bahan komposit organik; bahan logam; bahan polimer; bahan superkonduktor; bahan gentian optik; bahan nano dan penderia lain.

(6) Mengikut penukaran tenaga, ia boleh dibahagikan kepada penderia penukaran tenaga dan penderia kawalan tenaga.

(7) Mengikut proses pembuatan mereka, mereka boleh dibahagikan kepada teknologi pemprosesan mekanikal; teknologi komposit dan bersepadu; filem nipis dan teknologi filem tebal; teknologi pensinteran seramik; teknologi MEMS; teknologi elektrokimia dan penderia lain.

Terdapat kira-kira 26,000 jenis sensor yang telah dikomersialkan di seluruh dunia. negara saya sudah mempunyai kira-kira 14,000 jenis, kebanyakannya adalah jenis dan jenis konvensional; lebih daripada 7,000 jenis boleh dikomersialkan, tetapi masih terdapat kekurangan dan jurang dalam jenis khas seperti perubatan, penyelidikan saintifik, mikrobiologi dan analisis kimia, dan terdapat ruang yang besar untuk inovasi teknologi.

04. Fungsi penderia

Fungsi penderia biasanya dibandingkan dengan lima organ deria utama manusia:

Penderia fotosensitif - penglihatan

Penderia akustik - pendengaran

Sensor gas - bau

Sensor kimia - rasa

Penderia tekanan, sensitif suhu, bendalir - sentuhan

①Penderia fizikal: berdasarkan kesan fizikal seperti daya, haba, cahaya, elektrik, kemagnetan dan bunyi;

②Penderia kimia: berdasarkan prinsip tindak balas kimia;

③Penderia biologi: berdasarkan fungsi pengecaman molekul seperti enzim, antibodi dan hormon.

Pada zaman komputer, manusia menyelesaikan masalah simulasi otak, yang bersamaan dengan menggunakan 0 dan 1 untuk mendigitalkan maklumat dan menggunakan logik Boolean untuk menyelesaikan masalah; sekarang adalah zaman pasca komputer, dan kita mula mensimulasikan lima deria.

Tetapi meniru lima deria seseorang hanyalah istilah yang lebih jelas untuk penderia. Teknologi penderia yang agak matang masih merupakan kuantiti fizikal seperti daya, pecutan, tekanan, suhu dan sebagainya yang sering digunakan dalam pengukuran industri. Bagi deria manusia sebenar, termasuk penglihatan, pendengaran, sentuhan, bau, dan rasa, kebanyakannya tidak begitu matang dari perspektif sensor.

Penglihatan dan pendengaran boleh dianggap sebagai kuantiti fizikal, yang agak baik, manakala sentuhan agak lemah. Bagi bau dan rasa, kerana ia melibatkan pengukuran kuantiti biokimia, mekanisme kerjanya agak kompleks dan jauh dari peringkat kematangan teknikal.

Pasaran untuk sensor sebenarnya didorong oleh aplikasi. Sebagai contoh, dalam industri kimia, pasaran untuk sensor tekanan dan aliran agak besar; dalam industri automotif, pasaran untuk sensor seperti kelajuan putaran dan pecutan adalah sangat besar. Penderia pecutan berdasarkan sistem mikro-elektromekanikal (MEMS) kini agak matang dalam teknologi, dan telah menyumbang banyak kepada permintaan untuk industri automotif.

Sebelum konsep penderia "muncul", sebenarnya terdapat penderia dalam instrumen pengukur awal, tetapi ia muncul sebagai komponen dalam keseluruhan set instrumen. Oleh itu, sebelum tahun 1980, buku teks yang memperkenalkan sensor di China dipanggil "Pengukuran Elektrik Kuantiti Bukan Elektrik".

Kemunculan konsep penderia sebenarnya adalah hasil modularisasi secara beransur-ansur alat pengukur. Sejak itu, penderia telah diasingkan daripada keseluruhan sistem instrumen dan dikaji, dihasilkan dan dijual sebagai peranti berfungsi.

05. Istilah profesional biasa untuk penderia

Apabila penderia terus berkembang dan berkembang, kami mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentangnya. 30 istilah umum berikut diringkaskan:

1. Julat: perbezaan algebra antara had atas dan bawah julat ukuran.

2. Ketepatan: tahap ketekalan antara hasil yang diukur dan nilai sebenar.

3. Biasanya terdiri daripada elemen sensitif dan elemen penukaran:

Elemen sensitif merujuk kepada bahagian penderia yang boleh terus (atau bertindak balas kepada) nilai yang diukur.

Elemen penukaran merujuk kepada bahagian penderia yang boleh menukar nilai terukur yang dikesan (atau dibalas) oleh elemen sensitif kepada isyarat elektrik untuk penghantaran dan (atau) pengukuran.

Apabila output adalah isyarat standard yang ditentukan, ia dipanggil pemancar.

4. Julat pengukur: julat nilai yang diukur dalam had ralat yang dibenarkan.

5. Kebolehulangan: tahap ketekalan antara hasil pengukuran berbilang berturut-turut bagi kuantiti yang diukur yang sama di bawah semua syarat berikut:

Parti ukuran yang sama, pemerhati yang sama, alat pengukur yang sama, lokasi yang sama, keadaan penggunaan yang sama dan pengulangan dalam tempoh yang singkat.

6. Resolusi: Perubahan minimum dalam kuantiti yang diukur yang sensor boleh mengesan dalam julat ukuran yang ditentukan.

7. Ambang: Perubahan minimum dalam kuantiti yang diukur yang boleh menyebabkan output sensor menghasilkan perubahan yang boleh diukur.

8. Kedudukan sifar: Keadaan yang menjadikan nilai mutlak keluaran minimum, seperti keadaan keseimbangan.

9. Kelinearan: Tahap keluk penentukuran konsisten dengan had tertentu.

10. Tidak linear: Tahap keluk penentukuran menyimpang daripada garis lurus tertentu.

11. Kestabilan jangka panjang: Keupayaan sensor untuk mengekalkan toleransi dalam masa yang ditetapkan.

12. Kekerapan semula jadi: Kekerapan ayunan bebas (tiada daya luaran) penderia apabila tiada rintangan.

13. Tindak Balas: Ciri kuantiti yang diukur berubah semasa pengeluaran.

14. Julat suhu berkompensasi: Julat suhu memberi pampasan untuk penderia untuk mengekalkan keseimbangan sifar dalam julat dan had yang ditentukan.

15. Rayapan: Perubahan dalam output dalam masa yang ditetapkan apabila keadaan persekitaran mesin yang diukur kekal malar.

16. Rintangan penebat: Jika tidak dinyatakan sebaliknya, ia merujuk kepada nilai rintangan yang diukur antara bahagian penebat yang ditentukan sensor apabila voltan DC yang ditentukan digunakan pada suhu bilik.

17. Pengujaan: Tenaga luaran (voltan atau arus) digunakan untuk membuat sensor berfungsi dengan baik.

18. Pengujaan maksimum: Nilai maksimum voltan atau arus pengujaan yang boleh digunakan pada sensor di bawah keadaan dalaman.

19. Galangan input: Galangan diukur pada hujung input sensor apabila hujung keluaran dilitar pintas.

20. Output: Jumlah tenaga elektrik yang dijana oleh sensor yang merupakan fungsi kuantiti terukur luaran.

21. Galangan keluaran: Galangan diukur pada hujung keluaran penderia apabila hujung input dilitar pintas.

22. Keluaran sifar: Keluaran penderia apabila kuantiti terukur yang digunakan adalah sifar dalam keadaan bandar.

23. Histeresis: Perbezaan maksimum dalam output apabila nilai yang diukur meningkat dan berkurangan dalam julat yang ditentukan.

24. Kelewatan: Kelewatan masa perubahan isyarat output berbanding dengan perubahan isyarat input.

25. Drift: Jumlah perubahan dalam output sensor yang tidak berkaitan dengan pengukuran dalam selang masa tertentu.

26. Hanyut sifar: Perubahan dalam keluaran sifar pada selang masa tertentu dan dalam keadaan tertutup.

27. Kepekaan: Nisbah kenaikan output sensor kepada kenaikan input yang sepadan.

28. Hanyutan sensitiviti: Perubahan dalam cerun lengkung penentukuran yang disebabkan oleh perubahan kepekaan.

29. Hanyutan sensitiviti terma: Hanyutan sensitiviti yang disebabkan oleh perubahan kepekaan.

30. Hanyutan sifar terma: Hanyutan sifar yang disebabkan oleh perubahan suhu ambien.

06. Bidang aplikasi penderia

Penderia ialah peranti pengesanan yang digunakan secara meluas, yang digunakan dalam pemantauan alam sekitar, pengurusan trafik, kesihatan perubatan, pertanian dan penternakan, keselamatan kebakaran, pembuatan, aeroangkasa, produk elektronik dan bidang lain. Ia boleh merasakan maklumat yang diukur dan boleh mengubah maklumat yang dideriakan kepada isyarat elektrik atau bentuk output maklumat lain yang diperlukan mengikut peraturan tertentu untuk memenuhi keperluan penghantaran, pemprosesan, penyimpanan, paparan, rakaman dan kawalan maklumat.

①Kawalan industri: automasi industri, robotik, instrumen ujian, industri automotif, pembinaan kapal, dsb.

Aplikasi kawalan industri digunakan secara meluas, seperti pelbagai penderia yang digunakan dalam pembuatan kereta, kawalan proses produk, jentera perindustrian, peralatan khas, dan peralatan pengeluaran automatik, dsb., yang mengukur pembolehubah proses (seperti suhu, paras cecair, tekanan, aliran, dsb.), ukur ciri elektronik (arus, voltan, dsb.) dan kuantiti fizikal (gerakan, kelajuan, beban dan keamatan), dan penderia kehampiran/kedudukan tradisional sedang berkembang pesat.

Pada masa yang sama, penderia pintar boleh menembusi batasan fizik dan sains bahan dengan menghubungkan manusia dan mesin, dan menggabungkan perisian dan analisis data besar, dan akan mengubah cara dunia berfungsi. Dalam visi Industri 4.0, penyelesaian dan perkhidmatan penderia hujung ke hujung dihidupkan semula di tapak pengeluaran. Ia menggalakkan membuat keputusan yang lebih bijak, meningkatkan kecekapan operasi, meningkatkan pengeluaran, meningkatkan kecekapan kejuruteraan dan meningkatkan prestasi perniagaan.

②Produk elektronik: boleh pakai pintar, elektronik komunikasi, elektronik pengguna, dsb.

Penderia kebanyakannya digunakan dalam peranti boleh pakai pintar dan elektronik 3C dalam produk elektronik, dan telefon mudah alih menyumbang bahagian terbesar dalam bidang aplikasi. Pertumbuhan yang ketara dalam pengeluaran telefon mudah alih dan peningkatan berterusan dalam fungsi telefon mudah alih baharu telah membawa peluang dan cabaran kepada pasaran sensor. Bahagian pasaran yang semakin meningkat bagi telefon bimbit skrin warna dan telefon kamera telah meningkatkan perkadaran aplikasi penderia dalam bidang ini.

Selain itu, penderia ultrasonik yang digunakan dalam telefon kumpulan dan telefon tanpa wayar, penderia medan magnet yang digunakan dalam media storan magnetik, dsb. akan melihat pertumbuhan yang kukuh.

Dari segi aplikasi boleh pakai, penderia adalah komponen penting.

Contohnya, penjejak kecergasan dan jam tangan pintar secara beransur-ansur menjadi peranti gaya hidup harian yang membantu kami menjejaki tahap aktiviti dan parameter kesihatan asas kami. Malah, terdapat banyak teknologi dalam peranti kecil yang dipakai pada pergelangan tangan untuk membantu orang ramai mengukur tahap aktiviti dan kesihatan jantung.

Mana-mana gelang kecergasan atau jam tangan pintar biasa mempunyai kira-kira 16 penderia terbina dalam. Bergantung pada harga, sesetengah produk mungkin mempunyai lebih banyak lagi. Penderia ini, bersama-sama dengan komponen perkakasan lain (seperti bateri, mikrofon, paparan, pembesar suara, dll.) dan perisian canggih yang berkuasa, membentuk penjejak kecergasan atau jam tangan pintar.

Hari ini, bidang aplikasi peranti boleh pakai berkembang daripada jam tangan luaran, cermin mata, kasut, dsb. kepada bidang yang lebih luas, seperti kulit elektronik, dsb.

③ Penerbangan dan ketenteraan: teknologi aeroangkasa, kejuruteraan ketenteraan, penerokaan angkasa lepas, dsb.

Dalam bidang penerbangan, keselamatan dan kebolehpercayaan komponen yang dipasang adalah sangat tinggi. Ini benar terutamanya untuk penderia yang digunakan di tempat yang berbeza.

Contohnya, apabila roket berlepas, udara menghasilkan tekanan dan daya yang luar biasa pada permukaan roket dan badan roket disebabkan oleh kelajuan berlepas yang sangat tinggi (melebihi Mach 4 atau 3000 mph), mewujudkan persekitaran yang sangat keras. Oleh itu, penderia tekanan diperlukan untuk memantau daya ini bagi memastikan ia kekal dalam had reka bentuk badan. Semasa berlepas, penderia tekanan terdedah kepada udara yang mengalir di atas permukaan roket, dengan itu mengukur data. Data ini juga digunakan untuk membimbing reka bentuk badan masa hadapan untuk menjadikannya lebih dipercayai, ketat dan selamat. Di samping itu, jika berlaku masalah, data daripada penderia tekanan akan menjadi alat analisis yang sangat penting.

Sebagai contoh, dalam pemasangan pesawat, penderia boleh memastikan pengukuran lubang rivet tanpa sentuhan, dan terdapat penderia anjakan dan kedudukan yang boleh digunakan untuk mengukur gear pendaratan, komponen sayap, fiuslaj dan enjin misi pesawat, yang boleh memberikan yang boleh dipercayai dan tepat. penentuan nilai pengukuran.

④ Kehidupan rumah: rumah pintar, peralatan rumah, dll.

Pempopularan beransur-ansur rangkaian sensor wayarles telah menggalakkan perkembangan pesat peralatan maklumat dan teknologi rangkaian. Peralatan utama rangkaian rumah telah berkembang daripada satu mesin kepada berbilang peralatan rumah. Nod kawalan rangkaian rumah pintar berdasarkan rangkaian penderia wayarles menyediakan platform asas untuk sambungan rangkaian dalaman dan luaran di rumah dan sambungan peralatan dan peralatan maklumat antara rangkaian dalaman.

Membenamkan nod sensor dalam peralatan rumah dan menyambungkannya ke Internet melalui rangkaian wayarles akan menyediakan orang ramai dengan persekitaran rumah pintar yang lebih selesa, mudah dan lebih berperikemanusiaan. Sistem pemantauan jauh boleh digunakan untuk mengawal peralatan rumah dari jauh, dan keselamatan keluarga boleh dipantau pada bila-bila masa melalui peranti pengesan imej. Rangkaian sensor boleh digunakan untuk menubuhkan tadika pintar, memantau persekitaran pendidikan awal kanak-kanak, dan menjejaki trajektori aktiviti kanak-kanak.

⑤ Pengurusan trafik: pengangkutan, pengangkutan bandar, logistik pintar, dll.

Dalam pengurusan trafik, sistem rangkaian penderia wayarles yang dipasang di kedua-dua belah jalan boleh digunakan untuk memantau keadaan jalan raya, keadaan pengumpulan air, dan bunyi jalan raya, habuk, gas dan parameter lain dalam masa nyata untuk mencapai tujuan perlindungan jalan, perlindungan alam sekitar dan perlindungan kesihatan pejalan kaki.

Sistem Pengangkutan Pintar (ITS) ialah sistem pengangkutan jenis baharu yang dibangunkan berdasarkan sistem pengangkutan tradisional. Ia menyepadukan maklumat, komunikasi, kawalan dan teknologi komputer dan teknologi komunikasi moden yang lain ke dalam bidang pengangkutan, dan secara organik menggabungkan "persekitaran jalan raya orang-kenderaan". Menambah teknologi rangkaian penderia wayarles pada kemudahan pengangkutan sedia ada akan dapat mengurangkan secara asasnya masalah keselamatan, kelancaran, penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar yang melanda pengangkutan moden, dan pada masa yang sama meningkatkan kecekapan kerja pengangkutan.

⑥ Pemantauan alam sekitar: pemantauan dan ramalan alam sekitar, ujian cuaca, ujian hidrologi, perlindungan alam sekitar tenaga, ujian gempa bumi, dsb.

Dari segi pemantauan dan ramalan alam sekitar, rangkaian penderia wayarles boleh digunakan untuk memantau keadaan pengairan tanaman, keadaan udara tanah, persekitaran ternakan dan ayam itik dan keadaan penghijrahan, ekologi tanah tanpa wayar, pemantauan permukaan kawasan besar, dsb., dan boleh digunakan untuk penerokaan planet, penyelidikan meteorologi dan geografi, pemantauan banjir, dll. Berdasarkan rangkaian penderia wayarles, hujan, paras air sungai dan kelembapan tanah boleh dipantau melalui beberapa penderia, dan banjir kilat boleh diramalkan untuk menggambarkan kepelbagaian ekologi, dengan itu menjalankan pemantauan ekologi terhadap habitat haiwan. Kerumitan populasi juga boleh dikaji dengan menjejaki burung, haiwan kecil dan serangga.

Memandangkan manusia memberi lebih perhatian kepada kualiti alam sekitar, dalam proses ujian alam sekitar yang sebenar, orang sering memerlukan peralatan dan instrumen analisis yang mudah dibawa dan dapat merealisasikan pemantauan dinamik berterusan ke atas pelbagai objek ujian. Dengan bantuan teknologi sensor baru, keperluan di atas dapat dipenuhi.

Sebagai contoh, dalam proses pemantauan atmosfera, nitrida, sulfida, dan lain-lain adalah bahan pencemar yang menjejaskan pengeluaran dan kehidupan manusia secara serius.

Antara nitrogen oksida, SO2 adalah punca utama hujan asid dan kabus asid. Walaupun kaedah tradisional boleh mengukur kandungan SO2, kaedahnya adalah rumit dan tidak cukup tepat. Baru-baru ini, penyelidik telah mendapati bahawa sensor tertentu boleh mengoksidakan sulfit, dan sebahagian daripada oksigen akan digunakan semasa proses pengoksidaan, yang akan menyebabkan oksigen terlarut elektrod berkurangan dan menghasilkan kesan semasa. Penggunaan penderia secara berkesan boleh mendapatkan nilai kandungan sulfit, yang bukan sahaja pantas tetapi juga sangat dipercayai.

Untuk nitrida, penderia nitrogen oksida boleh digunakan untuk pemantauan. Prinsip penderia nitrogen oksida adalah menggunakan elektrod oksigen untuk menjana bakteria tertentu yang menggunakan nitrit, dan mengira kandungan nitrogen oksida dengan mengira perubahan dalam kepekatan oksigen terlarut. Oleh kerana bakteria yang dihasilkan menggunakan nitrat sebagai tenaga, dan hanya menggunakan nitrat ini sebagai tenaga, oleh itu, ia adalah unik dalam proses aplikasi sebenar dan tidak akan terjejas oleh gangguan bahan lain. Beberapa penyelidik asing telah menjalankan penyelidikan yang lebih mendalam menggunakan prinsip membran, dan secara tidak langsung mengukur kepekatan NO2 yang sangat rendah di udara.

⑦ Kesihatan perubatan: diagnosis perubatan, kesihatan perubatan, penjagaan kesihatan, dsb.

Banyak institusi penyelidikan perubatan di dalam dan luar negara, termasuk gergasi industri perubatan yang terkenal di peringkat antarabangsa, telah mencapai kemajuan penting dalam aplikasi teknologi sensor dalam bidang perubatan.

Sebagai contoh, Institut Teknologi Georgia di Amerika Syarikat sedang membangunkan sensor terbenam dalam badan dengan penderia tekanan dan litar komunikasi tanpa wayar. Peranti ini terdiri daripada logam konduktif dan filem penebat, yang boleh mengesan perubahan tekanan mengikut perubahan frekuensi litar resonan, dan akan larut dalam cecair badan selepas memainkan peranannya.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, rangkaian penderia wayarles telah digunakan secara meluas dalam sistem perubatan dan penjagaan kesihatan, seperti memantau pelbagai data fisiologi tubuh manusia, menjejak dan memantau tindakan doktor dan pesakit di hospital, dan pengurusan ubat di hospital.

⑧ Keselamatan kebakaran: bengkel besar, pengurusan gudang, lapangan terbang, stesen, dok, pemantauan keselamatan taman perindustrian besar, dsb.

Disebabkan pembaikan berterusan bangunan, mungkin terdapat beberapa bahaya keselamatan. Walaupun gegaran kecil sekali-sekala di kerak bumi mungkin tidak menyebabkan kerosakan yang boleh dilihat, kemungkinan retakan mungkin dijana pada tiang, yang boleh menyebabkan bangunan runtuh dalam gempa bumi seterusnya. Pemeriksaan menggunakan kaedah tradisional selalunya memerlukan penutupan bangunan selama beberapa bulan, manakala bangunan pintar yang dilengkapi rangkaian penderia boleh memberitahu jabatan pengurusan maklumat status mereka dan secara automatik melakukan satu siri kerja pembaikan diri mengikut keutamaan.

Dengan kemajuan berterusan masyarakat, konsep pengeluaran selamat telah berakar umbi dalam hati rakyat, dan keperluan orang ramai untuk pengeluaran selamat semakin tinggi. Dalam industri pembinaan yang kerap berlaku kemalangan, cara memastikan keselamatan diri pekerja binaan dan pemeliharaan bahan binaan, peralatan dan harta benda lain di tapak pembinaan adalah keutamaan unit pembinaan.

⑨Pertanian dan penternakan: pemodenan pertanian, penternakan, dsb.

Pertanian adalah satu lagi bidang penting untuk penggunaan rangkaian penderia tanpa wayar.

Sebagai contoh, sejak pelaksanaan "Sistem Pengurusan Ketepatan untuk Pengeluaran Tanaman Berfaedah di Barat Laut", penyelidikan teknikal khas, penyepaduan sistem dan demonstrasi aplikasi biasa telah dijalankan terutamanya untuk produk pertanian yang dominan di wilayah barat, seperti epal, kiwi, salvia miltiorrhiza, tembikai, tomato, dan tanaman utama lain, serta ciri-ciri persekitaran ekologi kering dan hujan di barat, dan teknologi rangkaian sensor wayarles telah berjaya digunakan untuk pengeluaran pertanian ketepatan. Teknologi canggih rangkaian sensor ini yang mengumpul persekitaran pertumbuhan tanaman dalam masa nyata digunakan untuk pengeluaran pertanian, memberikan sokongan teknikal baharu untuk pembangunan pertanian moden.

⑩Bidang lain: pemantauan jentera kompleks, pemantauan makmal, dsb.

Rangkaian penderia wayarles ialah salah satu topik hangat dalam medan maklumat semasa, yang boleh digunakan untuk mengumpul, memproses dan menghantar isyarat dalam persekitaran khas; rangkaian penderia suhu dan kelembapan tanpa wayar adalah berdasarkan mikropengawal PIC, dan litar perkakasan nod rangkaian penderia suhu dan kelembapan direka menggunakan penderia kelembapan bersepadu dan penderia suhu digital, dan berkomunikasi dengan pusat kawalan melalui modul transceiver wayarles , supaya nod sensor sistem mempunyai penggunaan kuasa yang rendah, komunikasi data yang boleh dipercayai, kestabilan yang baik, dan kecekapan komunikasi yang tinggi, yang boleh digunakan secara meluas dalam pengesanan alam sekitar.