傳感器發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)前景趨勢(shì)
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越離不開傳感器的應(yīng)用,手機(jī)、生產(chǎn)線的自動(dòng)化等方面都需要它,并且占據(jù)著其重要的地位。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō),沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
在基礎(chǔ)學(xué)科研究中,傳感器更具有突出的地位,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到fm的粒子世界,縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化,短到s的瞬間反應(yīng)。此外,還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。 顯然,要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息,沒(méi)有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙,首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難,而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn),往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
傳感器由于具有較高的專業(yè)性,除國(guó)際一線廠商霍尼韋爾,博世,意法半導(dǎo)體,MEAS等公司具有較為全面的傳感器品類,其余公司基本集中于某一細(xì)分領(lǐng)域,例如ABB的主要傳感器產(chǎn)品適用于電力行業(yè),飛思卡爾產(chǎn)品則是在汽車電子和消費(fèi)電子領(lǐng)域。 目前,我國(guó)的傳感器能完全國(guó)產(chǎn)的種類大約只有6000多種,而在全球范圍內(nèi),有20000多種傳感器,其種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)生活的需要,并且在很多高端產(chǎn)品領(lǐng)域還需要大量進(jìn)口或完全進(jìn)口。
目前,中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段,它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢(shì)。傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展,其技術(shù)的發(fā)展大體可分三代: 第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器,它利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào);第二代是上70年代發(fā)展起來(lái)的固體型傳感器,這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成,是利用材料某些特性制成。如:利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器;第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來(lái)的智能型傳感器,是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,使傳感器具有一定的人工智能。
未來(lái)傳感器發(fā)展還將遵循基礎(chǔ)、應(yīng)用兩頭依附: 基礎(chǔ)依附,是指?jìng)鞲衅骷夹g(shù)的發(fā)展依附于敏感機(jī)理、敏感材料、工藝設(shè)備和計(jì)測(cè)技術(shù)這四塊基石。敏感機(jī)理千差萬(wàn)別,敏感材料多種多樣,工藝設(shè)備各不相同,計(jì)測(cè)技術(shù)大相徑庭,沒(méi)有上述四塊基石的支撐,傳感器技術(shù)難以為繼。 應(yīng)用依附是指?jìng)鞲衅骷夹g(shù)基本上屬于應(yīng)用技術(shù),其市場(chǎng)開發(fā)多依賴于檢測(cè)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,才能真正體現(xiàn)出它的高附加效益并形成現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)。也即發(fā)展傳感器技術(shù)要以市場(chǎng)為導(dǎo)向,實(shí)行需求牽引。