我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始傳感技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)從“六五”到“九五”的國(guó)家攻關(guān),在傳感器研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、可靠性改進(jìn)等方面獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步,初步形成了傳感器研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的體系,并在數(shù)控機(jī)床攻關(guān)中取得了一批可喜的、為世界矚目的發(fā)明專(zhuān)利與工礦監(jiān)控系統(tǒng)或儀器的成果。但從總體上講,它還不能適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展,我國(guó)不少傳感器、信號(hào)處理和識(shí)別系統(tǒng)仍然依賴(lài)進(jìn)口。同時(shí),我國(guó)傳感技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)尚未形成,產(chǎn)品的改進(jìn)與革新速度慢,生產(chǎn)與應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)新與改進(jìn)少。
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),隨著計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)以及制造加工技術(shù)的發(fā)展,傳感器也進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期,這些技術(shù)都是開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)傳感器的基礎(chǔ)。高科技含量的傳感器是未來(lái)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)方向。
以前的傳感器一般只能檢測(cè)一種物理量,一個(gè)系統(tǒng)光傳感器就需要很口?,F(xiàn)在,已經(jīng)出現(xiàn)了多功能和集成化的傳感器,比如溫濕度和檢測(cè)各種氣體的集成傳感器,這也將是以后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
常見(jiàn)的: 1.自動(dòng)門(mén),利用人體的紅外微波來(lái)開(kāi)關(guān)門(mén) 2.煙霧報(bào)警器,利用煙敏電阻來(lái)測(cè)量煙霧濃度,從而達(dá)到報(bào)警目的 3.手機(jī),數(shù)碼相機(jī)的照相機(jī),利用光學(xué)傳感器來(lái)捕獲圖象 4.電子稱(chēng),利用力學(xué)傳感器(導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù))來(lái)測(cè)量物體對(duì)應(yīng)變片的壓力,從而達(dá)到測(cè)量重量目的 5.水位報(bào)警,溫度報(bào)警,濕度報(bào)警,光學(xué)報(bào)警等都是…… 智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。例如,它在機(jī)器人領(lǐng)域中有著廣闊應(yīng)用前景,智能傳感器使機(jī)器人具有類(lèi)人的五官和大腦功能,可感知各種現(xiàn)象,完成各種動(dòng)作。在工業(yè)生產(chǎn)中,利用傳統(tǒng)的傳感器無(wú)法對(duì)某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進(jìn)行快速直接測(cè)量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測(cè)量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過(guò)程中的某些量(如溫度、壓力、流量等)。
現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳感器技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)將是開(kāi)發(fā)新材料與傳感器智能化發(fā)展相結(jié)合。
隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,傳感器技術(shù)日臻成熟,其種類(lèi)越來(lái)越多,除了早期使用的半導(dǎo)體材料、陶瓷材料以外,光導(dǎo)纖維以及超導(dǎo)材料的開(kāi)發(fā),為傳感器的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。例如,根據(jù)以硅為基體的許多半導(dǎo)體材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半導(dǎo)體光熱探測(cè)器具有靈敏度高、精度高、非接觸性等特點(diǎn),發(fā)展紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器;在敏感材料中,陶瓷材料、有機(jī)材料發(fā)展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密調(diào)配化學(xué)成分的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)高精度成型燒結(jié),得到對(duì)某一種或某幾種氣體具有識(shí)別功能的敏感材料,用于制成新型氣體傳感器。
傳感技術(shù)大體可分3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(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。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(shí)電阻的變化來(lái)轉(zhuǎn)化電信號(hào)的。
第2代傳感器是70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)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(jì)算機(jī)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(lèi)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:電荷藕合器件(CCD),集成溫度傳感器AD590集成霍爾傳感器UGN3501等.這類(lèi)傳感器主要具有成本低、可靠性高性能好、接口靈活等特點(diǎn)集成傳感器發(fā)展非常迅速,現(xiàn)已占傳感器市場(chǎng)的2/3左右,它正向著低價(jià)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(lái)的智能傳感器.所謂智能傳感器是指其對(duì)外界信息具有一定檢測(cè)、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力,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。80年代智能化測(cè)量主要以微處理器為核心,把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路微計(jì)算機(jī)、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(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高,在傳感器一級(jí)水平實(shí)現(xiàn)智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測(cè)量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
5G誕生以后,它不光會(huì)使得通信的傳輸速度很快,他還會(huì)影響我們生活的方方面面:推進(jìn)無(wú)人駕駛和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展、幫助智能家居領(lǐng)域迅速崛起、促進(jìn)智慧城市建設(shè)、促成虛擬現(xiàn)實(shí)的大力發(fā)展等。
5g發(fā)展對(duì)傳感技術(shù)提出了更高的要求,傳感器朝著高精度、小型化、低功耗、智能化等方向發(fā)展。由于智能傳感器可獲取可靠并準(zhǔn)確的信息,在智能制造、智能汽車(chē)、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域,對(duì)智能傳感器的需求大幅增長(zhǎng)。
智能化、信息化潮流席卷全球,國(guó)內(nèi)各個(gè)主要行業(yè)均在大力推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí),智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧金融等加速落地,智能機(jī)器人、智能無(wú)人機(jī)、智能汽車(chē)等加快發(fā)展應(yīng)用,使得傳感器技術(shù)也不斷取得新的突破,銷(xiāo)售市場(chǎng)前景更是受到看好。研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),未來(lái)5年內(nèi),國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)銷(xiāo)售增長(zhǎng)率將達(dá)到30%以上。