傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置,,能感受到被測(cè)量的信息,,并能將感受到的信息,,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,,以滿足信息的傳輸、處理,、存儲(chǔ),、顯示、記錄和控制等要求,。
傳感器的特點(diǎn)包括:微型化,、數(shù)字化、智能化,、多功能化,、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié),。傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺,、味覺和嗅覺等感官,,讓物體慢慢變得活了起來,。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件,、氣敏元件,、力敏元件,、磁敏元件,、濕敏元件、聲敏元件,、放射線敏感元件,、色敏元件和味敏元件等類
人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,必須借助于感覺器官,。而單靠人們自身的感覺器官,,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況,,就需要傳感器,。因此可以說,傳感器是人類五官的延長,,又稱之為電五官,。
新技術(shù)革命的到來,世界開始進(jìn)入信息時(shí)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,。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(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)到好的質(zhì)量,。因此可以說,沒有眾多的優(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,,縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化,,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技術(shù)研究,如超高溫,、超低溫,、超高壓、超高真空,、*磁場(chǎng),、超弱磁場(chǎng)等等。顯然,,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,,沒有相適應(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。
傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn),、宇宙開發(fā),、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù),、資源調(diào)查,、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程,、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域,。可以毫不夸張地說,,從茫茫的太空,,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),,幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目,,都離不開各種各樣的傳感器。
由此可見,,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì),、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用,是十分明顯的,。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展,。相信不久的將來,傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍,,達(dá)到與其重要地位相稱的新水平,。
中國傳感器產(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)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號(hào),。
第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器,,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,。
傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)
傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)可以歸納為:基礎(chǔ),、應(yīng)用兩頭依附;技術(shù),、投資兩個(gè)密集,;產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散,。
基礎(chǔ),、應(yīng)用兩頭依附
基礎(chǔ)依附,是指傳感器技術(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)用依附是指傳感器技術(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,。
技術(shù),、投資兩個(gè)密集
技術(shù)密集是指傳感器在研制和制造過程中技術(shù)的多樣性、邊緣性,、綜合性和技藝性,。它是多種高技術(shù)的集合產(chǎn)物。由于技術(shù)密集也自然要求人才密集,。
投資密集是指研究開發(fā)和生產(chǎn)某一種傳感器產(chǎn)品要求一定的投資強(qiáng)度,,尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)線時(shí),更要求較大的投資,。
產(chǎn)品,、產(chǎn)業(yè)兩大分散
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的兩大分散是指傳感器產(chǎn)品門類品種繁多(共1類、42小類近6000個(gè)品種),,其應(yīng)用滲透到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門,,它的發(fā)展既有各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力,又強(qiáng)烈地依賴于各產(chǎn)業(yè)的支撐作用,。只有按照市場(chǎng)需求,,不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),才能實(shí)現(xiàn)傳感器產(chǎn)業(yè)的全面,、協(xié)調(diào),、持續(xù)發(fā)展。