隨著(zhù)新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠信息的問(wèn)題，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。我們經(jīng)常會(huì )聽(tīng)到傳感器這個(gè)詞，它好像存在于我們生活的方方面面，那么到底什么是傳感器？傳感器的功能是什么？
對于獲取外界的信息，人類(lèi)可依靠各種感覺(jué)器官，例如眼睛、耳朵、鼻子、肢體等，但冷冰冰、硬邦邦的機器依靠什么呢？其實(shí)，依靠的是傳感器。傳感器是機器的感覺(jué)器官，其能夠連接物理世界和數字世界，通過(guò)對周?chē)h(huán)境信息的收集，實(shí)現機器自動(dòng)化，讓機器人活過(guò)來(lái)。
手機觸摸屏是一種電容觸摸傳感器，用于感受手機位置和運動(dòng)的，是陀螺儀和加速感應器，當你接電話(huà)把耳朵貼到屏幕上時(shí)，讓屏幕變暗并關(guān)閉觸摸屏的是紅外線(xiàn)接近傳感器。根據環(huán)境光線(xiàn)強弱自動(dòng)調節屏幕亮度的，是環(huán)境光傳感器。當然，還有用于導航的指南針——磁阻傳感器，以及用光電傳感器制作的攝像頭等。
傳感器的重要性
日本早在上世紀就將傳感器列為十大科技之首，他們的工商界給出評價(jià)：誰(shuí)支配了傳感器，誰(shuí)就能支配了新時(shí)代。
美國早在80年代就聲稱(chēng)世界已進(jìn)入傳感器時(shí)代，80年代初就成立了國家技術(shù)小組（BGT），幫助政府組織和領(lǐng)導各大公司與國家企事業(yè)部門(mén)的傳感器技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。美國國家長(cháng)期安全和經(jīng)濟繁榮至關(guān)重要的22項技術(shù)中有6項與傳感器信息處理技術(shù)直接相關(guān)。
德國視軍用傳感器為優(yōu)先發(fā)展技術(shù)，德國傳感器充分發(fā)揮了老牌工業(yè)強國的固有優(yōu)勢，再經(jīng)德國制造商依托自有品牌聲譽(yù)和技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量管理方面的優(yōu)勢進(jìn)行整合，其產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力必然獲得顯著(zhù)提升。一方面更加注意原材料成本的節約，重人力資本的投入，以便使產(chǎn)品保持技術(shù)上的領(lǐng)先，進(jìn)而保持較高的市場(chǎng)占有率！
我國早在20世紀60年代就開(kāi)始涉足傳感器制造業(yè)。我國在1972年組建成立中國第一批壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位;1974年，研制成功中國第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器;1978年，誕生中國第一個(gè)固態(tài)壓阻加速度傳感器。
美國、德國、中國等世界將傳感器列為未來(lái)重大科技項目，拼命想要在傳感器上實(shí)現技術(shù)突破，足以說(shuō)明它的重要性。
科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信息，都要通過(guò)傳感器才能轉換成容易傳輸和處理的電信號或光信號?？茖W(xué)技術(shù)越發(fā)達，自動(dòng)化程度越高，對傳感器的依賴(lài)就越大。
由此可見(jiàn)，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟、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(lái)，傳感器技術(shù)將會(huì )出現一個(gè)飛躍，達到與其重要地位相稱(chēng)的新水平。
我國傳感器現狀
近年我國大力推動(dòng)高新技術(shù)發(fā)展，建立了傳感器技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室、微米/納米國家重點(diǎn)實(shí)驗室、機器人國家重點(diǎn)試驗室等研發(fā)基地，初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè)，目前我國已有1688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)。
隨著(zhù)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等前沿科技的不斷發(fā)展，傳感器在國內市場(chǎng)規模不斷擴大，國內傳感器制造業(yè)人士正大力投入資金，以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟效益為目標，加速傳感器產(chǎn)業(yè)化，計劃使國內市場(chǎng)上國產(chǎn)的傳感器和儀表元器件的品種占有率達到70~80%、高檔產(chǎn)品達到60%以上。
據相關(guān)數據顯示，2019年我國傳感器規模已超2000億元，預計2021年將達到近3000億元，傳感器已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展中不可缺少的存在。
傳感器的發(fā)展歷史
傳感器是人類(lèi)感知世界萬(wàn)事萬(wàn)物的測量工具、是人類(lèi)改造世界畫(huà)龍點(diǎn)睛的關(guān)鍵性配套工程。形象地說(shuō)， 傳感器是人類(lèi)喚醒和看清世間萬(wàn)事萬(wàn)物的耳朵和眼睛，物聯(lián)網(wǎng)就像感知世界的通靈師，實(shí)現人和物體對話(huà)，物體和物體之間交流。傳感器現已經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：
1
//機械時(shí)代
從冷兵器時(shí)代到蒸汽機時(shí)代的這段漫長(cháng)的時(shí)期里，我們的科技先驅和能工巧匠發(fā)明創(chuàng )造的機械式傳感器，開(kāi)啟了人類(lèi)傳感器的雛形。這些傳感器最初發(fā)明時(shí)就像能識破天機的利器，也不乏銀簪驗毒的創(chuàng )舉，在群組化和制度化的推廣使用后，則極大的推動(dòng)了當時(shí)生活方式的進(jìn)步和文明社會(huì )發(fā)展制度的建立完善。
指南針——史料記載最早的傳感器
中國很早就發(fā)明了指南針，那時(shí)候還叫做司南，它其實(shí)就是一種傳感器，指針可以感應地球的磁場(chǎng)，然后指明方向，指南針后來(lái)傳入歐洲，并且促成了歐洲大海航時(shí)代，加快了整個(gè)世界的融合。
類(lèi)似指南針的傳感器還有地動(dòng)儀、日晷儀、溫度計等，這些發(fā)明也都在某種程度上改變人類(lèi)生活，也就是說(shuō)傳感器從很早之前，就已經(jīng)在影響世界了。
以上案例還不能說(shuō)明傳感器的重要性，傳感器真正獨立存在，并且展現出它的作用還要從20世紀中期開(kāi)始算，而且每一次技術(shù)更新迭代，傳感器作用就變得越來(lái)越重要。
2
// 電氣自動(dòng)化時(shí)代
第二代傳感器是70年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的固體傳感器，這時(shí)期的傳感器主要是結構型傳感器，也就是主要利用結構參量變化來(lái)感受和轉化信號，如電阻應變傳感器等。傳感器成為不可或缺的關(guān)鍵性配套器件。
自動(dòng)控制理論和信息論持續引領(lǐng)了第二次、第三次工業(yè)革命。以電力、電子和氣動(dòng)為基礎的生產(chǎn)自動(dòng)化趨于成熟，以?xún)热紮C帶動(dòng)的汽車(chē)、飛機、火箭等現代化交通運載工具持續大發(fā)展，以通信和互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息化爆發(fā)性增長(cháng)。此時(shí)，真正意義上的傳感器已成為這些重要發(fā)展領(lǐng)域、重大工程項目中不可或缺的關(guān)鍵配套。
鉑電阻溫度計——最早輸出電信號的傳感器
1876年，德國的西門(mén)子制造出第一支鉑電阻溫度計；精密的鉑電阻溫度計是最精確的溫度計，被用于定義國際溫度標準ITS-90的傳感器。它在-272.5℃至961.78℃溫度范圍內具有非常線(xiàn)性的電阻-溫度關(guān)系和高重復性，其誤差可低到萬(wàn)分之一攝氏度，因此它成為能復現國際實(shí)用溫標的基準溫度計。我國還用一等和二等標準鉑電阻溫度計來(lái)傳遞溫標，用它作標準來(lái)檢定水銀溫度計和其它類(lèi)型的溫度計。
3
// 智能時(shí)代
第三代傳感器是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外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力，是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結合的產(chǎn)物。
在結構型傳感器、固體型傳感器已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足數字化時(shí)代對于數據采集、處理等流程的高需求之時(shí)，智能傳感器、MEMS傳感器最近幾年都十分熱門(mén)，在微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò )化的方向逐漸走向成熟。尤其是在2019年底，上海啟動(dòng)打造智能傳感器產(chǎn)業(yè)基地，重點(diǎn)發(fā)展MEMS工藝，涵蓋力、光、聲、熱、磁、環(huán)境等多種類(lèi)傳感器，這也標志著(zhù)未來(lái)國內將在智能傳感器、MEMS傳感器領(lǐng)域發(fā)力。
智能傳感器的代表性產(chǎn)品——MEMS傳感器
MEMS是指微機電系統，它是一個(gè)獨立的智能系統，其內部結構一般在微米甚至納米量級。通常用于手機、游戲機、無(wú)線(xiàn)鼠標、數碼相機、硬盤(pán)保護、計步器等。
未來(lái)的發(fā)展趨勢
傳感器處于自動(dòng)檢測與控制系統之首，是感知、獲取與檢測信息的窗口?，F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(guān)上要觀(guān)察上千光年的茫茫宇宙，微觀(guān)上要觀(guān)察小到fm的粒子世界。
傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、醫學(xué)診斷、生物工程等極其之廣泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，幾乎每一個(gè)現代化項目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。
從2019年以來(lái)，5G商用的開(kāi)啟已經(jīng)為傳感器網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展帶來(lái)重大利好，在5G網(wǎng)絡(luò )高速率、低延時(shí)、大容量的優(yōu)勢支持下，傳感器得以實(shí)現更加順暢、迅速的數據聯(lián)通和傳輸，自身性能也獲得全面提升。
