傳感器技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

李平山 王勇勝

摘要：傳感器技術(shù)不僅對(duì)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)、 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展起到基礎(chǔ)和支柱的作用，同時(shí)也被世界各國(guó)列為關(guān)鍵技術(shù)之一。因此本文著重論述傳感器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要作用與地位，介紹傳感技術(shù)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，用機(jī)器代替人類的體力勞動(dòng)，用儀器裝置代替或擴(kuò)充人類的腦力勞動(dòng)以及在國(guó)民衣食住行中不可取代的地位。

關(guān)鍵詞：傳感器;經(jīng)濟(jì)地位

引言

傳感器是信息系統(tǒng)（含人）與客觀世界（環(huán)境，生物）的界面，是獲取環(huán)境的存在、運(yùn)動(dòng)與運(yùn)行信息的必要手段，是認(rèn)識(shí)客觀世界、改造客觀世界從而也改造主觀世界的重要工具。環(huán)境的客觀存在與運(yùn)動(dòng)必然存在可探測(cè)的物理因素，感受這些因素井桉照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可以直接應(yīng)用或進(jìn)一步加工的信號(hào)是傳感器的基本功能。隨著各國(guó)機(jī)械工業(yè)、電子，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化等相關(guān)信息化產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以日本和歐美等西方國(guó)家為代表的傳感器研發(fā)及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已在經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中逐步占有了重要的份額，初步形成了傳感器研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的體系，促進(jìn)了傳感器在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的使用。因此傳感器技術(shù)的發(fā)展，不僅大大加快了人類探索世界的步伐，而且促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的提升。

為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器技術(shù)在工業(yè)，科技與日常生活上進(jìn)行操作應(yīng)用，因此也可以說傳感器是人類五官的重新定義，這也使傳感器技術(shù)在現(xiàn)如今的經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著很大的比重。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、傳感器的類型

在日常的生活中由于傳感器轉(zhuǎn)換原理（傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng)），它們的用途，它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等不同可以把傳感器進(jìn)行以下幾種分類：

1.根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器和其他三類 ：

（1）物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

（2）化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

（3）有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。

2.按照其用途，傳感器可分類為：

壓力敏和力敏傳感器;位置傳感器;液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器;速度傳感器;加速度傳感器;射線輻射傳感器;熱敏傳感器;24GHz雷達(dá)傳感器。

3.按照其原理，傳感器可分類為：

振動(dòng)傳感器;濕敏傳感器;磁敏傳感器;氣敏傳感器;真空度傳感器;生物傳感器等。

4.以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為：

模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。

數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）。

膺數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出（包括直接或間接轉(zhuǎn)換）。

開關(guān)傳感器——當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。

二、傳感器的發(fā)展方向

近年來，傳感器的發(fā)展方向有如下趨勢(shì)

1.高準(zhǔn)確性：傳感器的輸出特性存在著分散性或程度不同的非線性，并受溫度、電源等外界條件的影響。應(yīng)考慮如何補(bǔ)償或消除這些因素的影響，提高其測(cè)量準(zhǔn)確度。

2.高分辮率：對(duì)極微弱信號(hào)的準(zhǔn)確檢測(cè)，往往導(dǎo)致新技術(shù)的誕生，這將給科研和生產(chǎn)帶來新的飛聯(lián)。因此，提高傳感器的分辨串，就成為現(xiàn)代傳感器發(fā)展的又一個(gè)方向。

3.集成化、功能化：集成化的含意有三：一是將多個(gè)同一類型的單個(gè)傳感器，在同一行列或同一平面上排列起來，構(gòu)成只有新的功能的傳感器。二是把幾個(gè)不同功能的單個(gè)傳感器組合在一起構(gòu)成多功能傳感器，三是把傳感器與放大器、運(yùn)算器及補(bǔ)償器等元件一體化，組裝成一個(gè)新的傳感器。功能化有兩個(gè)方面的含意：一是由于集成化帶來的新功能，二是把兩種以上不同功能的傳感器和器件組合在一起構(gòu)成具有高靈敏度和多功能的器件。由于它們具有體積小、重量輕、功能多檢測(cè)和其他功能和工作可靠性高等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代化儀器中，尤其是可攜式儀器中已得到廣泛的應(yīng)用。

4.智能化：當(dāng)微型計(jì)算機(jī)以高速度向著高性能、低成本和單片化發(fā)展的同時(shí)，傳感器也向著集成化、功能化方向發(fā)展。這兩者結(jié)合的結(jié)果必將導(dǎo)致智能傳感器的誕生。智能化傳感器不但能對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行測(cè)量.轉(zhuǎn)換，同時(shí)還有記億、存儲(chǔ)、運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理的功能。它的出現(xiàn)，將集中型數(shù)據(jù)處理變?yōu)榉稚⑿?，不僅加快了數(shù)據(jù)處理的速度，保證了質(zhì)量，同時(shí)也減輕了上一級(jí)計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。

5.數(shù)字傳感器：由于在各類自動(dòng)化系統(tǒng)中絕大多數(shù)帶有電子計(jì)算機(jī)或數(shù)字顯示器，因此，對(duì)具有數(shù)字輸出的傳感器有著迫切的需求。它的應(yīng)用，既可提高測(cè)量的穩(wěn)定性、保證測(cè)量的精度，也可使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

總結(jié)

可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。顯然，要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。

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