傳感器的的國際發(fā)展現(xiàn)狀
新技術(shù)革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。今天我們就來聊一聊傳感器的那些事兒。
1．傳感器國際發(fā)展現(xiàn)狀
美國早在20世紀(jì)80年代就認(rèn)為世界已進入了傳感器時代，成立了國家技術(shù)小組（BTG），幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作，美國國家長期安全和經(jīng)濟繁榮至關(guān)重要的22項技術(shù)中有6項與傳感器信息處理技術(shù)直接相關(guān)。日本把開發(fā)和利用傳感器技術(shù)作為國家重點發(fā)展6大核心技術(shù)之一。日本科學(xué)技術(shù)廳制定的上世紀(jì)90 年代重點科研項目中有70 個重點課題，其中有18 項是與傳感器技術(shù)密切相關(guān)。傳感器與通信、計算機被稱為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的三大支柱。因其技術(shù)含量高、滲透能力強，以及市場前景廣闊等特點，引起了世界各國的廣泛重視。
傳感器在資源探測，海洋，環(huán)境監(jiān)測，安全保衛(wèi)，醫(yī)療診斷，家用電器，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，等領(lǐng)域都有廣泛利用。在軍事方面，美國已為自己的F－22戰(zhàn)機裝備了新型的多譜傳感器，實現(xiàn)了全被動式搜索與跟蹤，可在諸如有霧、煙或雨等各種惡劣天氣情況下使用，不僅可以全天候作戰(zhàn)，還提高了隱身能力。英國在航天飛機上使用的傳感器約有100多種，總數(shù)達到4000多個，用于監(jiān)測航天器的信息，驗證設(shè)計的正確性，并可以在遇到問題時作出診斷。日本則在“雷達4號”衛(wèi)星上安裝了傳感器，可全天候?qū)Φ孛婺繕?biāo)進行拍攝。
在世界范圍內(nèi)傳感器增長最快是汽車市場需求 ，還有通信市場。汽車電子控制系統(tǒng)水平關(guān)鍵在于采用傳感器數(shù)量水平，目前一臺普通家用轎車安裝幾十到上百個傳感器，豪華轎車傳感器數(shù)量達到200 多。我們國家是汽車生產(chǎn)大國，年產(chǎn)汽車一千多萬輛，但是汽車用的傳感器幾乎被國外壟斷。
2．傳感器的發(fā)展趨勢
隨著我們對事物的新認(rèn)識，科技的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)大體上也經(jīng)歷了3個時代：
第1代是結(jié)構(gòu)型傳感器，它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號。 例如： 電阻應(yīng)變式傳感器，它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時電阻的變化來轉(zhuǎn)化電信號的。
第2代傳感器是70 年代開始發(fā)展起來的固體傳感器， 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的。 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、光敏傳感器等。70 年代后期， 隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展， 出現(xiàn)集成傳感器。集成傳感器包括2 種類型：傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。例如： 電荷耦合器 件（ CCD） ， 集成溫度傳感器AD 590，集成霍爾傳感器UG 3501等。這類傳感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈活等特點。 集成傳感器發(fā)展非常迅速， 現(xiàn)已占傳感器市場的2／ 3 左右，它正向著低價格、多功能和系列化方向發(fā)展。
第3代傳感器是80年代剛剛發(fā)展起來的智能傳感器。 所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力， 是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把傳感器信號調(diào)節(jié)電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上， 使傳感器具有一定的人工智能。 90年代智能化測量技術(shù)有了進一步的提高，在傳感器一級水平實現(xiàn)智能化， 使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
新技術(shù)的層出不窮，讓傳感器的發(fā)展呈現(xiàn)出新的特點。傳感器與MEMS（微機電系統(tǒng)）的結(jié)合，已成為當(dāng)前傳感器領(lǐng)域關(guān)注的新趨勢。
目前美國相關(guān)機構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出了名為“智能灰塵”的MEMS傳感器。這種傳感器的大小只有1．5立方毫米，重量只有5毫克，但是卻裝有激光通信、CPU、電池等組件，以及速度、加速度、溫度等多個傳感器。以往做這樣一個系統(tǒng)，尺寸會非常大，智能灰塵尺寸如此之小，卻可以自帶電源、通信，并可以進行信號處理，可見傳感器技術(shù)進步速度之快。MEMS傳感器目前已在多個領(lǐng)域有所應(yīng)用。比如，很多人使用的iPhone手機中就裝有陀螺儀、麥克風(fēng)、電子快門等多個MEMS傳感器；耐克公司推出的一款“智能鞋墊”也內(nèi)置了MEMS傳感器，可以記錄用戶運動的數(shù)據(jù)，并與手機連接將數(shù)據(jù)上傳。此外，MEMS傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域也發(fā)揮著重要的作用。比如患者在測量眼壓時可能因過于緊張，導(dǎo)致眼壓很難測準(zhǔn)的情況出現(xiàn)。而利用MEMS傳感器技術(shù)，將眼壓計內(nèi)嵌到隱形眼鏡中，這樣就可以更方便地對患者進行監(jiān)測，測量出來的數(shù)據(jù)也更為準(zhǔn)確。
除了與微機電系統(tǒng)結(jié)合，傳感器還與仿生信息學(xué)結(jié)合，并產(chǎn)生了諸多新的應(yīng)用。法國已研制出了模仿人類眼睛的視覺晶片，可以模仿人類眼睛的能力，分辨不同顏色，并觀測動作。奔騰處理器每秒能處理數(shù)百萬項指令，這種視覺晶片每秒能處理大約兩百億項指令。這種仿生視覺晶片將會引起感測與成像的革命，并在國防領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
編輯：admin 最后修改時間：2023-03-25
