传感器的应用与发展

摘要：我写这篇文章主要是来和大家一起交流一下我们国家传感器技术研究现状国际上发展的趋势。传感器实际上跟我们的生活，生产、国防信息相关，我统计了一下我们每个人手中用的手机，充电器，电脑不下几十个传感器，每个家庭的传感器上千支，我主要跟大家介绍一下我们传感器的基本内容，定位，作用，技术特点，发展现状，差距与趋势。近几年,传感器产量的年增长率均保持在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一,已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。

关键词：传感技术;调制;发展趋势;应用举例;光纤通信

根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：

一、传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

二、化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

传感器技术设计到微电子学，物理化学，材料学，生物学等，包括传感器监测原理，以及制作技术是一个多学科，多技术高新技术，传感器是整机系统感觉器官，车辆前面前端部件，传感器技术综合了物理，化学，生物，电子微电子以及材料，紧密机械等等方面知识和技术，传感器技术是现代科技前沿技术，已经被很多具有相关实力的人士看作是很有发展潜力的一门新兴行业。

传感器在矿产，海洋，环境监测，安全保卫，医疗诊断，家用电器，农业现代化，等领域都有广泛利用，传感器利用涉及机械制造，工业制造，汽车电子，消费类电子在世范围内传感器增长最快是汽车市场需求，还有通信市场，汽车电子控制系统水平关键在于采用传感器数量水平，目前一台普通家用轿车安装几十到上百个传感器，豪华轿车传感器数量达到200多，我们国家是汽车生产大国，年产汽车一千多万辆，但是汽车用的传感器几乎被国外垄断，每个汽车上大约一到两个氧传感器，一千多万台汽车需要多少氧传感器，我们国家工业现代化进程和电子信息产业20%以上速度高速增长，带动传感器市场快速上升，我们国家手机产量突破7.5亿，手机市场增长给传感器市场带来新机遇，该领域占的传感器领域占市场1/4，我国是白电生产大国，09年总产量达到3亿多台，用的传感器占市场1/5，传感器在医疗环保专业设备当中应用高速增长，占市场份额15%左右，这是04年到06年国外媒体的统计，我把行业传感器大量需求为我们提供很好的传感器发展基于，世博会上使用大量的传感器，传感器在社会当中主要应用在安全预测，环保控制。世博会当中无线网络能够对所进入人，车，以及噪声进入识别环保监测光学，生物传感器，对世博会安全进行得到充分应用，国际展览机器人也得到广泛应用，汽车当中用到各种传感器。

行业技术发展趋势，以及有单一传感器，向多功能高度集成传感器发展，主要特点是卫星化，多功能，数字化，智能化，系统和网络化，以及新兴传感器开发和应用以及成为现代传感器和系统核心和关键，微机械系统核心是微机电系统，特点是卫星化，芯片支撑，微米或者纳米支撑，微电子化可以将多个传感器集合在一起，形成复杂系统。

第二是开发新的敏感材料，包括半导体硅材料，以及一些化工半导体符合材料，薄膜材料等等，纳机电系统，是纳米技术，机电和纳米机构的结合，在新的传感器功能设计机理效应方面，采用matlab等功能等，传感器多功能化，一种多功能传感器可以同时监测多种有害气体，传感器在智能化网络方面是传感器微处理器的结合，智慧地球与物联网，今天下午有专家讲到物联网，作为经济战略的重要影响，美国工业界领袖举行会议ibm公司ceo向美国总统奥巴马提出智慧地球概念，主要内容是把感应器如何装入到电网，铁路，桥梁隧道等，普遍连接形成所谓物联网或者叫传感器网，通过超级计算及向物联网整合，在人类社会和物

理世界进一步融合，使人类及更加动态方式管理生产生活当时智慧状态，如果这个状态的实现，未未来战争会在计算机进行，将会在手机上使用，物联网这个概念智慧地球的概念，会在未来得到巨大的发展，智慧地球发展有三个层次一个是智慧层，互联网，物联网层，是各种创新传感器技术用在各种物体和设备中，使物资巨大的数字化，这个是智慧地球和物联网和互联网之间的关系，因此奥巴马总统接受了这样一个观点。

因此传感器网络应用可以在各个方面得到应用，包括智能电网，交通，公共安全网，水质预测等等。

科学测试仪器精度比国外同类产品低0.5到1数量级。我国不少传感器要依赖进口，我国重大工程项目，航天航空，石油，化工，电力冶金领域用高端传感器产品从数量上讲大约40%到50%从价值70%80%依赖进口，世界传感器品种有两万多种，我国经过八五到十一五发展目前只有5到6千种，差距很大，国外传感器发展趋势，传感器是一个多学科交叉技术灵活推动新一代传感器诞生和发展，主要介绍涉及国防和我们安全的一些传感器，密闭系统监测传感器，主要用与密闭空间，载人航天飞船，监测对大气污染程度对人的健康危险，前进国家研究大气分析器，美国现用潜艇都装有，是高水平，能够监测连续监测各种气体，地面传感器又称之为无人制售传感器，是指一种布置在地面的侦查设备系统，有结构简单，零用灵活，成本相对比较低。放在可能入侵的地方，特别是雷达其他侦查设备难以达到的山区和丛林是美国研制的声光卫星通信综合传感器，综合声音，光电传感器和现代工业技术用于气象。

机器人及传感器研制硬币大小的机器人，由传感，处理，自主导向，等功能，美国正做防腐，防滑的水下机器人。车载传感器系统，目前正在大力发展，包括光电探测，发达国家通过众多信息技术研究，开发研制众多传感器信息融合技术和应用实际，解决大量复杂信息处理问题，包括美国海军陆战队等，开发各种承载传感器，应用而言，利用传感器网络能够实现对敌军装备监控，战场实时监控，目标定位，战场评估，评级等功能，微机电是外形是毫米左右，对声光自然信息进行感知识别一种微机电装置，具有可以微型化，批量生产，方便生产多种交叉特点。世界各国高度重视传感器在航空航天的应用，发达国家对纳米技术发展十分重视，在原来将传感器列为优先发展基础上又作了纳米发展计划，美国把微米和纳米制造列为在经济繁荣国防方面重要技术，欧洲建立23个国家研究所，31个研究小组，95年微机电传感器销售达到15亿，02年达到308亿。纳米传感器用微电子加工技术，极大的提高传感器性能，具有阵列化，作逐步压力加速度等方面有良好的广泛利用前景，这是美国研制纳米卫星航天器，重量请轻，成不低，耐腐蚀。

传感器技术作为信息技术三大支柱之一，对工业技术和各个领域及航空航天涉及国家安全领域有非常重要的影响，传感器技术面临其他电子元器件技术更多，更难解决科学与技术问题，传感器是一个开放系统，要求传感器要稳定，要重复稳定，我国传感器技术得到很大发展，在技术水平，科研投入产业方面比先进国家存在严重不足和差距，传感器技术发展方向，是集成化和多功能化，微小性化等等，充分发挥传感器技术在智慧中国当中的重要作用，我的报告完了谢谢大家。