傳感器發(fā)展現狀及未來前景趨勢
現代科學技術的發(fā)展越來越離不開傳感器的應用,手機、生產線的自動化等方面都需要它,并且占據著其重要的地位。
在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。
在基礎學科研究中,傳感器更具有突出的地位。現代科學技術的發(fā)展,進入了許多新領域: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,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到s的瞬間反應。此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。 顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現,往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學科開發(fā)的先驅。
傳感器由于具有較高的專業(yè)性,除國際一線廠商霍尼韋爾,博世,意法半導體,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分領域,例如ABB的主要傳感器產品適用于電力行業(yè),飛思卡爾產品則是在汽車電子和消費電子領域。 目前,我國的傳感器能完全國產的種類大約只有6000多種,而在全球范圍內,有20000多種傳感器,其種類遠遠不能滿足國內生產生活的需要,并且在很多高端產品領域還需要大量進口或完全進口。
目前,中國傳感器產業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關鍵階段,它體現了新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統(tǒng)化和網絡化發(fā)展的總趨勢。傳感器技術歷經了多年的發(fā)展,其技術的發(fā)展大體可分三代: 第一代是結構型傳感器,它利用結構參量變化來感受和轉化信號;第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器,這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成,是利用材料某些特性制成。如:利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應,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,是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物,使傳感器具有一定的人工智能。
未來傳感器發(fā)展還將遵循基礎、應用兩頭依附: 基礎依附,是指傳感器技術的發(fā)展依附于敏感機理、敏感材料、工藝設備和計測技術這四塊基石。敏感機理千差萬別,敏感材料多種多樣,工藝設備各不相同,計測技術大相徑庭,沒有上述四塊基石的支撐,傳感器技術難以為繼。 應用依附是指傳感器技術基本上屬于應用技術,其市場開發(fā)多依賴于檢測裝置和自動控制系統(tǒng)的應用,才能真正體現出它的高附加效益并形成現實市場。也即發(fā)展傳感器技術要以市場為導向,實行需求牽引。