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从结构型到智能型科学发展谱写传感器进化论

2022-04-21 来源:上海机械信息网

从结构型到智能型 科学发展谱写传感器“进化论”

在科学研究中,使用广泛是器件是什么?如果说传感器排第二,那谁能排?

传感器作为信息获取的重要手段,与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。

传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一。

传感器作为一种非常重要的器件,已经形成了一个完整的产业链,美国、日本、德国作为全球三大传感器生产国,占据了近六成左右的市场份额。

传感器的发展历程大体可以分为以下三个阶段:

阶段:结构型传感器,第二阶段:固体传感器,第三阶段:智能传感器。

智能传感器系统是一门现代综合技术,是当今世界正在迅速发展的高科技新技术,但还没有形成规范化的定义。早期,人们简单、 机械地强调在工艺上将传感器与微处理器两者紧密结合, 认为传感器的敏感元件及其信号调理电路与微处理器集成在一块芯片上就是智能传感器。

智能传感器有许多的传感单元构成从而组成一个信息网络,而智能单元在对输入信息进行分析处理之后得到一个特定的输出结果。同时,由多个智能传感单位组成的系统也具有自分析、自诊断、自校准的功能。智能传感器以其独特的功能可以实现与其他装置的双向通信,在物联网等新兴领域有着巨大的发展前景。

电子自动化产业的迅速发展与进步促使传感器技术、特别是集成智能传感器技术日趋活跃发展,随着半导体技术的迅猛发展,国外一些的公司和高等院校正在大力开展有关集成智能传感器的研制,国内一些的高校和研究所以及公司也积极跟进,集成智能传感器技术取得了令人瞩目的发展。

国产智能传感器逐渐在智能传感器领域迈开步伐,运用军工产品的生产线和工艺,精度高,稳定性好,成本低,采用高性能微控制器(MCU),同时具备数字和模拟两种输出方式,同时针对用户的特定需求(如组网式测量,自定义通讯协议),均可在原产品基础上进行二次开发,周期极短,为用户节省时间,提率。已广泛应用于航空、航天、石油、化工、矿山、机械、大坝、地质、水文等行业中测量各种气体和流体的压力、压差、流量和流体的高度和重量。

智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。

智能传感技术是智能制造和物联网的先行技术,作为前端感知工具,具有非常重要的意义。

2015年我国传感器市场规模达1100亿元,预计到2020年将达到2115亿元,年复合增长率达到14%。但是由于国内传感器企业技术水平、生产工艺、规模和盈利能力等方面的差距导致国内传感器市场高度依赖进口。特别是传感器方面,由于种类多、跨学科研发技术水平高、开发成本大,企业不愿承担开发风险,造成我国传感器基本依靠进口。2015 年,我国中传感器进口比例达到80%。

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