摘 要：集成化传感器是采用集成电路的工艺技术，把免肝原件与部分信号处理电路、温度补偿电路、放大及运算电路等集成在一起，或者是把多种或多个敏感原件集成在同一芯片上的传感器。这是一种固态传感技术和集成电路技术的结合产物。目前各类集成化传感器有许多系列的产品，本文重点介绍温度、密度和电导传感器的未来发展。
关键词：集成化;传感器;电路信号
伴随着半导体集成电路的发展而出现的集成化传感器，其发展速度无法与集成电路相比，但是由于集成电路技术的高度发展，为传感技术的集成化提供了物质条件和技术基础。目前，各类集成化的传感器有许多系列产品，并且很多得到了广泛的应用，对各类新型集成化传感器的研究也受到了高度的重视，集成化已成为传感技术的发展方向，在本文中将对几种集成化传感器的研究现状及发展趋势进行探讨。
一、集成化温度传感器
集成化温度传感器基本上都是利用晶体管作为温度敏感元件的集成电路。有电流型、电容型和电压型等类型。美国国家半导休公司早在七十年代初已制成集成温度传感器，并有系列产品，有二端电流型、三端电流型、二端电压型和三端电压型等。其性能稳定、使用方便、温度范围广。
集成温度传感器利用PN结的电流、电压特性与温度的关系测量温度，由于PN结受耐热性能的限制，一般测量温度的范围在150℃以下，通过把热敏晶体管和外围电路、放大器、偏置电路及线性电路制作在同一芯片上来实现高度集成化。集成化温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低的特点，另外在远距离测温和抗干扰性等方面也有很大的优势。
目前我国研制出的SL134集成化温度传感器，设计了温度控制器电路，精度为士l℃，具有响应快、控温精度高等特点。还采用SL134集成化温度传感器实现热电偶自由端高精度补偿，使热电偶的精度提高5 ～ 10 %，该厂还设计了多路测温系统，可用于粮库、气象、农业、医疗监护、石油勘探、家电等方面，还开发出多功能节电型电冰箱电子控温器，可节电30 ～ 4 0 %;又开发温度、压力测量报替系统。均使集成温度传感器的应用领域扩大。
另外，我国还研制出了新型恒温式集成温度传感器，其信号处理电路不受外界环境温度的影响，可以与传感器集成在一起，极大的拓宽了集成化温度传感器的应用领域。
二、集成化密度传感器
对于密度参数的计量已经设计到科学技术和国民经济的各个部门，它不仅关系到产品的产量和质量的控制，而且准确的密度测试已经是必不可少的环节。常用的在线式液体密度计种类很多，有振动式液体密度计、电容式液体密度计等。目前很多密度计都存在精确度不高，维护麻烦等问题，因此随着技术的进步，具备集成化的密度测量计开始被人们广泛应用，其中超声波液体密度计因其维护方便，准确度高，对人体没有危害，逐渐成为一种最具有前途的传感器。
超声检测是利用介质的声阻抗、声衰减和声速等声学量和介质的相关特性及状态的关系，比如：超声波在媒质中传播时，声能会产生衰减;不同介质分界面时，均能产生反射、折射、衍射、散射现象等等，常用的超声频率为 0.5～25MHz。其主要过程有这样几部分组成：
（1）将超声波激励信号射入被检测的介质中;
（2）超声弹性振动在介质中传播时，会将这种弹性振动传递到介质的质点中，质点间的相互作用会使超声波的声学特性发生改变;
（3）超声波探头接收到经不同介质面反射回来被改变的超声波信号，通过示波器显示，这时就可以对回波信号进行分析处理;
（4）根据处理分析结果，得出关于被测物质的相关结论。
与其它的检测方式相比，超声波检测可以对金属、非金属、复合材料等多种介质进行非接触性检测;由于穿透能力强，可以对特别大厚度的内部缺陷进行检测，能够比肩准确的测定缺陷的深度位置，这可以满足很多现场实际的检测需求。
虽然超声波检测具备很多优点，但是它也有一定的局限性。当利用超声波密度计检测泥浆时，因其内部机理比较复杂，可能会存在一些检测盲区，这些会影响到结果的精度和稳定性。对于复杂对于复杂介质的检测，还要注意超声波密度计探头的选择，否则，这些都会影响到测量的精度。我国在这方面的研究目前还不够先进，有些技术依赖进口，但是随着关注度的不断提升，未来密度传感器的功能会越来越全面，电路集成化程度不断提高，实现自身的技术创新。
三、集成化电导传感器
电导率传感器技术是一个非常重要的工程技术研究领域，用于对液体的电导率进行测量，被广泛应用于人类生产生活中，成为电力、化工、环保、食品、半导体工业、海洋研究开发等工业生产与技术开发中必不可少的一种检测装置。
传统的电极型电导率传感器的电极制作工艺简单，存在电力线边缘效应，电极间的距离难以确定。目前，我国结合电导池原理对平板电极进行改进，开发出了点电极、线电极和复合电极等。
随着集成化技术的不断发展，电导率传感器开始朝着多电极与微电极方向发展，两电极型电导率传感器由于存在电极极化，其测量范围、测量精度受到极大的限制，多电极系电导率传感器在测量范围、测量精度方面均取得了突破。经过多年的研究开发，目前集成式多电极结构的电导率传感器已经研制成功，并成功商业化。国家相关机构已经开始着手研究集成度更高的多电极电导率传感器，并在电极结构设计、烧结等方面取得了一定的成绩。
把电导率传感器与单片机技术、微系统技术结合也是未来提高传感器集成度的方法，这样可以实现电导测量的自动化，使电导测量的适应性和测量精度均得到提高。
如今的电导率传感器已由最初的两电极型发展到多电极型、微电极型电导率传感器，所以，多电极、微结构已经成为电导率传感器发展方向，并与单片机、微系统技术相结合，实现高集成度发展。
四、结论
综上所述，传感技术的发展方向是集成化、多功能化和智能化。而集成化又是多功能化的基础。由于集成化可改善元件的性能，使元件小型化、可靠性高、稳定性好，便于批量生产。国内在集成化传感器方面巳取得很大进展，也有某些商品，但与国外相比相差较大，不论在品种数量与质量上，以及技术水平方面，都有一定差距，为此，应重视集成化传感技术的研制与开发工作，使其尽快地发展。国内应充分利用集成电路技术，重点发展固态传感器，使一些在集成电路工业竞争中处境困难的中小工厂也可开发传感技术，用于制作各类集成化传感器。采用集成化技术后，使传感器的加工精度提高、一致性改善、增加产量、降低成本、增加功能、使应用范围扩大。在开发集成化传感器的同时，应开展传感器应用电路的研究，使之与传感技术相配合，开拓新的应用领域。
参考文献：
[1] 邱善乐 一种新型感应式电导率传感器的设计[J]. 自动化与仪表，2012，09
[2] 郑建能 传感技术[J].自动化技术，2010.06
[3] 兰敬辉 溶液电导率测量方法的研究[J].大连理工大学，2011.06