中国传感器的发展趋势

摘 要： 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各大国家竞相发展的高技术，随着科技的发展，传感器在实际生活中的应用也越来越被人们所认知。在信息产业的三大支柱中，传感器作为神经触角，通讯技术作为神经中枢，计算机技术作为大脑构成了一个完整的神经体系，这一体系的完善将更好地为人类服务，也将应用于各行各业。

关键词： 传感器 发展历史 发展趋势

一、引言

在当前信息化社会中，几乎所有的高科技行业都离不开传感器的信息采集技术支持。为了能将传感器更好的支持各个行业，21世纪的传感器必须具有微型化、智能化、高灵敏化、多功能化、数据上行通用化和网络化等优良特征。

二、传感器的定义

传感器（Transducer/Sensor）是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置。

传感器国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。”［１］

通过以上定义，我们可以得出以下释义：（1）传感器是测量装置，能够对测量标的进行数据采集；（2）传感器测量的数据是多样的，可以是物理量，也可以是化学量、生物量，等等；（3）传感器的输出量是某种物理量，这种物理量要便于传输、转换、处理、显示等。［2］

三、传感器的发展历史回顾

美国在上世纪80年代就声称世界已经进入传感器时代。美国的传感器走先军工后民用、先发展后普及的路线，这种模式耗资巨大，发展速度慢，但是掌握核心技术。日本也把传感器技术排在十大技术之首。日本的传感器发展路线是先普及后提高，由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子，这种模式耗资少，能够及时推广和应用传感器技术，但是缺乏对核心技术的掌握。

我国在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业，但国内传感器发展水平较国外相差甚远，与先进国家相比，我国在科研上要落后10年，在生产技术上要落后15年。中国自动化学会的彭瑜先生认为：“主要是技术基础薄弱，研究水平不高，缺乏自主知识产权。”我国从事传感器研制生产的企业、单位有1688家，但研制、生产综合实力较强的骨干企业较少，仅占总数的10%左右。我国目前很多企业都是引用国外的芯片加工，自主研发的产品少之甚少，自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上。

国外有传感器专家这样评述传感器：“征服了传感器就等于征服了科学技术。”邓小平说：“科技是第一生产力。”我国更新发展传感器技术已到刻不容缓的地步、我们要借鉴国外发展传感器的经验，走出适合我国的发展模式。

四、传感器的发展趋势

科技以人为本，传感器的发展将依照现在及未来的需求向着更好地为人类服务的方向发展。传感器在未来的发展有几个大方向。

1.智能化

由于集成电路和芯片技术的发展，传感器装有微处理器，除执行信息处理和信息存储，还能够进行逻辑思考和对特殊情况作出判断并进行处理。［3］当前的智能化传感器通常是融入一个或多个敏感元件、精密模拟电路、数字电路、微处理器（MCU）、通讯接口、智能软件，并将着一系列的硬件集成在一个封装组件内。智能化传感器在传输接口上满足IEEE145协议，这使得传感器具备数据采集、数据处理、数据存储、自诊断、自补偿、在线校准、逻辑判断、双向通讯、数字输出/模拟输出等功能，极大地提高了传感器的准确度、稳定性和可靠性。由于采用标准的数字接口，智能化传感器有着很强的互换性和兼容性。［4］

智能化传感器相对普通传感器的优势是不容质疑的，相信在未来智能化的传感器将会越走越远。

2.多功能化

传感器伊始只是对单一量的测量，在众多领域中单一的量不能准确客观地反映客观事物和环境。这就要求传感器对多种量进行测量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器兼具新一代的探测功能，它可以同时测量多种数值，从而对被测量体变化的测量更加精准。这种多功能的传感器应用范围更广泛。

3.无线网络化

随着通讯技术的发展、无线技术的广泛应用，无线技术也应用到传感器技术中来。比如水文观测中通过传感器收集到水文的信息，然后通过无线技术发送到集中控制平台，这样我们就可以在控制平台上监测到各个点的水文信息。在航天技术中我们通过卫星把传感器的采集数据发回地面，从而了解到到太空中的各种情况。

4.微型化

由于计算机技术的发展，辅助设计（CAD）技术和集成电路技术迅速发展，微机电系统（MEMS）技术应用于传感器技术，从而引发了传感器微型化。

目前，几乎所有的传感器都在脱离传统的结构化生产设计，向基于计算机辅助设计（CAD）的模拟式工程化设计转变，从而体积越来越小，功能越来越强大，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。［5］

5.仿生学的应用

仿生学的发展也促进了传感器的发展，这是一个新的发展方向。在2002年美国空军通过对毒蛇的仿生学研究开发微热型传感器。这种微热型传感器像毒蛇的热感系统一样，可以感知任何环境温度的变化。

科技不是孤立的，一项技术的发展必定促进其他技术的发展。传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的，世界各国都十分重视这一领域的发展。相信在不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

参考文献

［1］中华人民共和国国家标准传感器通用术语.

［2］李维富.浅谈传感器的现状和发展趋势.

［3］沙占友.智能传感器系统设计与应用.北京电子工业出版社.

［4］吴琼.智能传感器应用前景广阔，2001，（6）：16-17.

［5］韩保军主编.传感器原理及应用.西安电子科技大学出版社.

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