傳感技術(shù)的發(fā)展

1、傳感技術(shù)的發(fā)展 傳感器相當于人的耳朵。智能傳感器就是相當于人的大腦+耳朵。應(yīng)用十分廣泛。它是名副其實的朝陽產(chǎn)業(yè)，即使在國際金融危機蔓延的2008年，我國傳感器市場仍然有逆勢增長20%以上的良好表現(xiàn)。傳感器產(chǎn)業(yè)以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。我國傳感器行業(yè)發(fā)展落后，國內(nèi)傳感器需求，尤其是高端需求嚴重依賴進口，國產(chǎn)化缺口巨大，目前傳感器進口占比80%，傳感器芯片進口占比達90%。國產(chǎn)化需求迫切。 一、世界傳感器技術(shù)的發(fā)展20 世紀中期傳感器技術(shù)才剛剛問世。據(jù)統(tǒng)計，目前全世界大約有個40國家從事傳感器的研制、開發(fā)和生產(chǎn)，研發(fā)機構(gòu)多達600余家，其中以美、德、日、俄

2、等國實力較強。國外在傳感器的研究、開發(fā)、生產(chǎn)的應(yīng)用方面發(fā)展速度十分迅速，其主要表現(xiàn)為：一是十分重視對傳感器技術(shù)開發(fā)與研究：例如：美國霍尼威爾公司其固態(tài)傳感器發(fā)展中心每年用于研究設(shè)備的投資就高達5000萬美元或更多，并且大約每隔三年左右就會更新其中大部分儀器設(shè)備。二是重視傳感器制作工藝的研究：其實傳感器的原理不難、也不保密，而最保密的是傳感器的工藝，國外的傳感器公司普遍不惜重金加強對工藝研究，依靠工藝突破來保持其技術(shù)的領(lǐng)先。三是重視質(zhì)量管理與市場分析。 從目前各類傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域范圍和市場銷售增長情況可以預(yù)測出：在未來10年甚至更長的時間，智能傳感技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、氣體傳感技術(shù)及無線傳感技術(shù)仍

3、將是傳感器領(lǐng)域的發(fā)展重點，而且其應(yīng)用將滲透各個領(lǐng)域。二、國內(nèi)傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀在我國，傳感器技術(shù)的研發(fā)起步較發(fā)達國家晚，我國在傳感器技術(shù)領(lǐng)域和其他發(fā)達國家相比，落后10年，而在生產(chǎn)成品的技術(shù)上更是落后15年以上。從總體上來看，我國的傳感器技術(shù)還是很難適應(yīng)我國現(xiàn)有的科技與經(jīng)濟發(fā)展速度，我國常用的傳感器，無論在識別系統(tǒng)還是在信號處理上，仍以主要國外進口產(chǎn)品為主。傳感器技術(shù)的突破是中國制造向中國智造轉(zhuǎn)變最重要的瓶頸。 三、幾種具有代表性的新型傳感器(一) 化學傳感器 化學傳感器（chemical sensor）是對各種化學物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器。對比于人的感覺器官，化學傳感器大體

4、對應(yīng)于人的嗅覺和味覺器官，分為氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器等幾種類型?；瘜W傳感器必須具有對待測化學物質(zhì)的形狀或分子結(jié)構(gòu)選擇性俘獲的功能（接受器功能）和將俘獲的化學量有效轉(zhuǎn)換為電信號的功能（轉(zhuǎn)換器功能）。它主要應(yīng)用范圍非常的廣泛在，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家庭安全、環(huán)境監(jiān)測、能源、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。化學傳感器未來發(fā)展重點是深入研究有機、無機生物類化學傳感器的工作原理，提高敏感材料功能設(shè)計能力，通過靈活應(yīng)用微機械加工技術(shù)、敏感膜修飾技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、生物工程技術(shù)等，可使傳感器性能達到最優(yōu)化。(二) 智能傳感器與仿真 智能傳感器系統(tǒng)是一門現(xiàn)代綜合技術(shù)，是當今世界正在迅速發(fā)展的高新技術(shù)

5、，至今還沒有形成規(guī)范化的定義。所謂智能式傳感器就是一種帶行微處理機的，兼有信息檢測、信息處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能的傳感器。 (三) 無線傳感器 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或者移動的傳感器以自組織的方式構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。四、傳感器的應(yīng)用傳感器應(yīng)用于國民經(jīng)濟、人們生活的方方面面。作為是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。 (一) 在醫(yī)療設(shè)備方面。 專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)

6、保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷售量巨大、利潤可觀的新興市場。(二) 在交通產(chǎn)品方面。在汽車、高鐵、輪船等。如：目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。(三) 在通信產(chǎn)品方面。手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團電話和無繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。(四) 家用電器方面。 洗衣機、電視機、微波爐等。(五) 信息產(chǎn)品方面。未來的網(wǎng)絡(luò)計算機VR虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實用設(shè)

7、備等。(六) 軍用產(chǎn)品方面。雷達、潛艇、衛(wèi)星等。     以上幾個方面是傳感器應(yīng)用最多的，傳感器也主要銷售在這些行業(yè)，但是隨著傳感器的發(fā)展，很多行業(yè)也在積極開發(fā)利用傳感器，比如一些消費行業(yè)，如鞋子上安裝跑步傳感器，護腕上安裝脈搏傳感器等。很多新型的傳感器都在廣泛的被開放利用。五、發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景當今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于光電通信和生物學原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動國家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進步的重要標志與動力。基于光電通信和生物學原理的新型傳感器技術(shù),其應(yīng)用仿生學、傳感器學、計算科學原理作為仿生傳感器的基礎(chǔ)獲得了突破性的發(fā)展，生物傳感器它著眼于

8、保健、環(huán)境、衣業(yè)和食品工業(yè)的檢測的需求，是一門跨學科的科學。根據(jù)對國內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀的分析以及對傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，例如高精度、高靈敏度、抗老化、低成本、無遲滯性等等。現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢我們可以從四個方面進行分析與概括：一是開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器。隨著超導(dǎo)材料、光導(dǎo)纖維的研發(fā)應(yīng)用，憑借人工智能材料感知、識別、判斷的功能優(yōu)勢，將這些新材料應(yīng)用到新型傳感器的研究中已經(jīng)為可能；二是實現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化。同樣功能的傳感器進行集成化，從而使對一個點的測量變成了對一個平面和空間的測量，大大提高了效率，可利用半導(dǎo)體技術(shù)，把傳感器的所有組成部分集成化，

9、也可以把傳感器和后續(xù)電路集成化，從而減少干擾，提高靈敏度，實現(xiàn)傳感器的生產(chǎn)自動化。而多功能是指“一器多能”，即一個傳感器可以檢測兩個或兩個以上的參數(shù)。這樣可大大節(jié)省工程成本，并使項目復(fù)雜度降低，提高了工作效率；三是實現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化。微小型化是今后傳感器元件發(fā)展的主要趨勢，目前我們可以利用集成電路微小型化的經(jīng)驗，將傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)進行微小型化，這樣不僅能提高傳感器的可靠性、工作效率、處理速度、工作質(zhì)量還能降低傳感器地研制成本，節(jié)約資源，減少碳排放，從而減少對環(huán)境地污染。這種充分利用已有微細加工技術(shù)與裝置的做法已經(jīng)取得巨大的效益、極大地增強了市場競爭力； 四是通過傳感器與其它學科的交叉整合，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。 無線傳感器是傳感器技術(shù)發(fā)展的另一個重要的方向， 無線傳感器具有無線通信的能力和計算能力，這能夠滿足使用者的任何需求，通過利用微傳感器與