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传感器向小型化和集成化发展 迈向更高科技领域

2015年07月09日 15:22:19中国智能制造网人气:9173


  摘要:传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器被全球科学界预测为下一个万亿级市场的物联网技术,它的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,从而慢慢变得活了起来。如今,传感器正在朝着小型化、集成化、网络化、智能化的方向迈进,小型化和集成化,使得传感器在更多高科技领域内得到应用。



传感器向小型化和集成化发展 迈向更高科技领域
  
  传感器在中国的制造之路
  
  追溯全球传感器产业的的起源,都是从工业自动化开始的。从二十世纪七十年代开始,为了提高工业生产和制造效率,人们开始尝试通过中央控制室控制各个生产节点上的参量,包括流量、物位、温度和压力四大参数,从而催生了传感器这一科学仪器。在传感器概念出现之前,早期的传感器是以整套仪器中一个部件的形式出现。或者我们可以这样认为,传感器概念的出现其实是测量仪器逐步走向模块化的结果。
  
  资料显示,我国大约从1980年以后开始重视传感器技术的研究,并且取得了一些成果,但是囿于体制机制等因素,这些研究成果并没有能够及时得到市场化的检验和应用,导致我国传感器产业后来的结构滞后。传感器虽小,可技术研发却并不简单,一般需要数年才能成熟,并且失败的风险较高,这些都制约了传感器技术和产品在中国的研发进程。近年来,国内的很多企业习惯从国外引进技术,而不愿投入时间和精力研发自己的产品,但是实际上引进的技术都不是最新的,所以总是落后一步,缺少核心竞争力。
  
  当前,在全球范围内,新材料的运用和成本的不断降低,给中国企业发展传感器产业实现迎头赶超提供了最好的契机。原子材料、纳米材料等使得传感器在电器、机械以及物理性能方面表现更为突出,展现出更强的灵敏性。集成化、小型化使更多的功能被集成在一起,应用更宽广,通用性更强。传感器技术及工艺的不断成熟与发展,使得生产成本降低,这些都在客观上促进了全球传感器产业的飞速发展。未来,传感器必将在更多的领域取得新的应用,从而彻底改变人类的生产生活方式。
  
  同时,中国制造2025的出台,又给了中国制造业一次腾飞的历史机遇。不管是在工业制造业的任何环节,测控技术必将起到至关重要的提升作用。
  
  传感器向小型化和集成化发展
  
  国内的传感器技术研发,还面临着两个瓶颈。首先因为传感器属于基础部件,存在着一个特性,即本身技术含量很高,但是售价却比较低廉,更大的作用是作为一种产业铺垫,需要和其他部件配套使用,才能最终形成价值,这在客观上减少了企业研发的热情;其次,国内对于传感器的技术保护并不到位,很多时候企业投入了巨资研发的产品,很容易被其他企业“借用”,这从客观条件上也不利于中国传感器产业的形成。
  
  尽管存在的问题很多,但我们还是要看到,作为基础学科和部件,世界各国对于传感器的研究从未停止过,并且正在朝着小型化、集成化、网络化、智能化的方向迈进。小型化和集成化,使得传感器在更多高科技领域内得到应用,并且自身不断得以完善,已经具备了对复杂问题的一体化处理能力,稳定性和可靠性不断提高。网络化和智能化则让传感器具备了判断和信息处理能力,并且直接催生了物联网这样一个全球性的新兴产业。作为众多仪器设备基础的传感器,正在全球范围内更多领域焕发着夺目光彩。
  
  当前,在全球范围内,新材料的运用和成本的不断降低,给中国企业发展传感器产业实现迎头赶超提供了最好的契机。原子材料、纳米材料等使得传感器在电器、机械以及物理性能方面表现更为突出,展现出更强的灵敏性。集成化、小型化使更多的功能被集成在一起,应用更宽广,通用性更强。传感器技术及工艺的不断成熟与发展,使得生产成本降低,这些都在客观上促进了全球传感器产业的飞速发展。未来,传感器必将在更多的领域取得新的应用,从而彻底改变人类的生产生活方式。
  
  压力传感器的发展趋势
  
  当今世界各国压力传感器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各行各业,但归纳起来主要有以下几个趋势:
  
  (1)小型化目前市场对小型压力传感器的需求越来越大,这种小型传感器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小,可以放置在人体的各个重要器官中收集资料,不影响人的正常生活。如美国Entran公司生产的量程为2~500PSI的传感器,直径仅为1.27mm,可以放置在人体的血管中而不会对血液的流通产生大的影响。
  
  (2)集成化压力传感器已经越来越多的与其它测量用传感器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。
  
  (3)智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。
  
  (4)广泛化压力传感器的另一个发展趋势是正从机械行业向其它领域扩展,例如:汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。
  
  (5)标准化传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。如ISO国际质量体系;美国的ANSI、ASTM标准、俄罗斯的ГOCT、日本的JIS标准。
(来源:工控中国)

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