國內(nèi)外傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

《傳感器原理與應(yīng)用》結(jié)課論文國內(nèi)外傳感器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢學(xué)院：計算機與信息工程學(xué)院專業(yè)：通信工程班級：13級通信工程學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：袁博學(xué)年學(xué)期：2016-2017學(xué)年第一學(xué)期摘要：傳感器技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，通過傳感器技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，在未來發(fā)展中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。關(guān)鍵字：傳感器，現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢。正文：一、傳感器的定義和組成根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665—87），傳感器（transduer/sensor）的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。這一定義包含了以下幾方面的含意：①傳感器是測量裝置，能完成檢測任務(wù)：②它的輸出旦是某一被測量，可能是物理量．也可能是化學(xué)量、生物量等；②它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，這種量可以是氣、光、電物理量，但主要是電物理量；④輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。關(guān)于傳感器，我國曾出現(xiàn)過多種名稱，如發(fā)送器、傳送器、變送器等，它們的內(nèi)涵相同或相似。所以近來己逐漸趨向統(tǒng)一，大都使用傳感器這一名稱了。但是，在我國還經(jīng)常有把‘傳感器”和“敏感元件”等同使用的情況。當(dāng)從儀器儀表學(xué)科的角度強調(diào)是一種感受信號的裝置時，稱其為。傳感器”：而從電子學(xué)的角度強調(diào)它是一種能感受信號的電子元件時，稱其為“敏感元件”。兩種不同的提法在大多數(shù)情況下并不矛盾。例如熱敏電阻，既可以稱其為“溫度傳感器”，也可以稱之為“熱敏元件”。但在有些情況下則只能概括地用“傳感器”一詞來稱謂。例如，利用壓敏元件作為敏感元件，并具有質(zhì)量塊、彈按和阻尼等結(jié)構(gòu)的加速度傳感器，很難用“敏感元件％類的詞稱謂，而只“傳感器”則更為貼切。使之合格率達(dá)到商業(yè)化產(chǎn)業(yè)要求，就需要有先進(jìn)的制造工藝和自動化水平很高的工藝設(shè)備，因此應(yīng)在開發(fā)專用工藝設(shè)備上下功夫，解決傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的“瓶頸”問題。在傳感器的應(yīng)用上，特別是新型傳感器的應(yīng)用上，還得大力推廣，改革開放創(chuàng)造了市場經(jīng)濟條件，各種工業(yè)設(shè)備應(yīng)用了先進(jìn)的傳感器，這擴大了傳感器市場，也使我國新型傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化有了動力。人類自21世紀(jì)開始全面步入信息時代，從一定意義上講，也就是進(jìn)入了傳感器時代。當(dāng)前備受國際關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，對于\t"/20160107/_blank"傳感器技術(shù)的依賴程度尤為突出。由此可見，作為國際競爭戰(zhàn)略的重要標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)，傳感器以其技術(shù)含量高、市場前景廣闊等特點備受世界各國的關(guān)注。傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅為物聯(lián)網(wǎng)提供支撐，還將在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與技術(shù)升級，以及在當(dāng)前經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型中發(fā)揮積極影響和作用。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為\t"/20160107/_blank"傳感器技術(shù)提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展拓展了巨大市場空間。三、國外傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢傳感器技術(shù)本身變革的3個方向：微型化、智能化和可移動性。在傳感器技術(shù)與制造工藝上，美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的著名制造公司處于國際市場的領(lǐng)先地位。從國際整體發(fā)展?fàn)顩r來看，傳感器技術(shù)主要有以下幾方面發(fā)展趨勢：傳感器技術(shù)本身變革的3個方向：微型化、智能化和可移動性。無線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用。適應(yīng)野外惡劣的自然環(huán)境與條件，能保持精度高、壽命長、高可靠和長期穩(wěn)定性好，能防竊取、信息安全、保密性等級高等功能于一體的無線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。運用新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料，以實現(xiàn)微功耗、低成本、高可靠性等參數(shù)指標(biāo)的提升。如薄膜技術(shù)、光纖、納米技術(shù)、人工假鼻、皮膚、人工手腕、髖關(guān)節(jié)等技術(shù)，動態(tài)模擬與動畫、高倍與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與仿真技術(shù)，為野外特殊環(huán)境下傳感器配備和提供的微能量獲取與收集技術(shù)。研發(fā)更高技術(shù)和創(chuàng)新類產(chǎn)品，并重視產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。如地震、颶風(fēng)等自然災(zāi)害預(yù)報與監(jiān)測類傳感器產(chǎn)品。拓展市場應(yīng)用領(lǐng)域。如自然環(huán)境與生活基礎(chǔ)設(shè)施類產(chǎn)品開發(fā)與工藝技術(shù)研究、復(fù)雜狀況的各種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計。例如：跟蹤沙漠、森林、海洋、大氣等條件變化，以及橋梁、道路和建筑等各種無線網(wǎng)絡(luò)傳感器。從國外的傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟角度來看，呈現(xiàn)出以下主要發(fā)展特征：重視基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)的研究，保證基礎(chǔ)技術(shù)與基礎(chǔ)工藝處于世界領(lǐng)先地位。重視制造工藝技術(shù)與裝備研究與應(yīng)用。配置優(yōu)良的工藝裝備和檢測儀器，特別是智能化工藝設(shè)備確保了工藝裝備的先進(jìn)性。重視新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開發(fā)，增強核心競爭力。瞄準(zhǔn)全球傳感器技術(shù)和市場的發(fā)展潮流和戰(zhàn)略前沿，確定研究課題和產(chǎn)品開發(fā)方向。重視傳感器的可靠性設(shè)計、控制與管理，嚴(yán)格設(shè)計符合性控制和工藝可靠性控制，有效地提高產(chǎn)品生產(chǎn)成品率。重視市場競爭，加強市場調(diào)查與分析，快速響應(yīng)市場。注重市場競爭中的個性化服務(wù)特色，響應(yīng)及時，品質(zhì)優(yōu)良，性價比高。重視產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉系統(tǒng)信息采集過程中上下游接口連接的各項標(biāo)準(zhǔn)的完整性、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性。正因為如此，國外傳感器產(chǎn)品品種繁多，規(guī)格齊全，集成化與模塊化結(jié)構(gòu)性能強，產(chǎn)品內(nèi)在與外觀質(zhì)量并重。不論外形結(jié)構(gòu)類型千變?nèi)f化，產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模技術(shù)水平始終較高，市場配套與服務(wù)能力較強，不斷把新技術(shù)運用和市場競爭推向新的高度，使同類產(chǎn)品不僅具有在靈敏度、精度、穩(wěn)定性和可靠性等指標(biāo)上的競爭，在新材料應(yīng)用、生產(chǎn)制造工藝與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平上，也同樣形成了明顯的競爭優(yōu)勢。四、國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢與特點國內(nèi)目前技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的重點在材料、結(jié)構(gòu)和性能改進(jìn)3個方面。長期以來，國內(nèi)企業(yè)過于分散，產(chǎn)業(yè)集中度不高，生產(chǎn)工藝裝備相對落后，缺乏新技術(shù)運用創(chuàng)新的基礎(chǔ)和動力，均以仿造及二次開發(fā)為主，特別在敏感元件核心技術(shù)及生產(chǎn)工藝方面與國外差距較大，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化水平不能適應(yīng)市場快速變化和急劇增長的需求，國際競爭力不強，制約和影響了我國傳感行業(yè)的正常發(fā)展。國內(nèi)目前技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的重點在材料、結(jié)構(gòu)和性能改進(jìn)3個方面：敏感材料從液態(tài)向半固態(tài)、固態(tài)方向發(fā)展；結(jié)構(gòu)向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發(fā)展；性能向檢測量程寬、檢測精度高、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定、壽命長久方向發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進(jìn)，對傳感器技術(shù)提出了新的要求，產(chǎn)品正在向MEMS工藝技術(shù)，無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，新材料、納米、薄膜(含SOI)、陶瓷技術(shù)，光纖技術(shù)；激光技術(shù)，復(fù)合傳感器技術(shù)，多學(xué)科交叉的融合技術(shù)方向發(fā)展。推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略與建議強化政府統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)和政策扶持作用，改變各個部門齊抓共管的多頭管理方式。加強行業(yè)整體協(xié)調(diào)和統(tǒng)一管理是當(dāng)務(wù)之急。強化政府統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)和政策扶持作用，改變各個部門齊抓共管的多頭管理方式，組織制定行業(yè)發(fā)展整體戰(zhàn)略規(guī)劃，明確行業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想和相應(yīng)措施。具體推進(jìn)建議如下：由國家設(shè)立專項資金或?qū)ｍ椈?，作為產(chǎn)業(yè)化扶持和引導(dǎo)資金，并組織專家制定項目指南，明確重點扶持的產(chǎn)品工藝和技術(shù)。制定科技成果轉(zhuǎn)化引導(dǎo)性政策，給予相應(yīng)的稅收減免補貼，宣傳和普及知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)政策和法規(guī)，保護產(chǎn)權(quán)人的根本利益，減少侵權(quán)行為和違法現(xiàn)象。組織有關(guān)人員制定、規(guī)范行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少多品種小批量等雜亂現(xiàn)象，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。加大扶持行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)型的龍頭企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)化示范帶動作用。并建立多個產(chǎn)業(yè)化示范基地和地區(qū)，以地區(qū)產(chǎn)品品種特色形成產(chǎn)業(yè)龍頭和行業(yè)品牌，鼓勵組建以地區(qū)、產(chǎn)品為主要紐帶的產(chǎn)業(yè)集團，運用市場化手段進(jìn)行企業(yè)整合，改善行業(yè)分散狀況。制定人才培養(yǎng)規(guī)劃措施，包括大學(xué)院所培養(yǎng)高端人才；大學(xué)建立傳感器專業(yè)，開設(shè)相關(guān)工藝基礎(chǔ)課程；制定相應(yīng)的配套政策，營造人才環(huán)境與氛圍，引導(dǎo)國外高端人才和國內(nèi)人才積極創(chuàng)業(yè)發(fā)展。組建多資源融合、優(yōu)勢互補的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織，為企業(yè)提供技術(shù)與人才信息服務(wù)、國際市場推廣、技術(shù)引進(jìn)與指導(dǎo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審查與修訂，協(xié)助企業(yè)建立和規(guī)范“傳感器技術(shù)研究中心”等相關(guān)服務(wù)。集中國內(nèi)外各傳感器企業(yè)、大專院校、科研院所的專業(yè)人才，建立以大型企業(yè)為主體、自主創(chuàng)新為主導(dǎo)的“傳感器國家工程實驗室”，推動建立以引進(jìn)、消化、吸收為主的“技術(shù)研究中心”和以生產(chǎn)為主體的“產(chǎn)業(yè)化基地”中國傳感器行業(yè)發(fā)展總體規(guī)模逐漸擴大，顯著應(yīng)用于汽車工業(yè)中包括汽車輪胎中的傳感器應(yīng)用、安全氣囊中的傳感器應(yīng)用、底盤系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用、發(fā)動機運行管理系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用、廢氣與空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、ABS中的傳感器應(yīng)用和需求、車輛行駛安全系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車防盜系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、發(fā)動機燃燒控制系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車定位系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求、汽車其他系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用和需求。除此以外，中國傳感器在其他領(lǐng)域也有新的應(yīng)用，如工業(yè)控制領(lǐng)域、在環(huán)境保護領(lǐng)域、在設(shè)施農(nóng)業(yè)中、在多媒體圖像領(lǐng)域、其它有關(guān)傳感器的應(yīng)用?；仡欀袊鴤鞲衅餍袠I(yè)，雖然發(fā)展迅速，但是也存在一些不利的因素。如在產(chǎn)品技術(shù)上產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、科技與生產(chǎn)脫節(jié)、產(chǎn)品技術(shù)水平偏低、產(chǎn)品種類欠缺、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力弱。但另一方面國家不斷制定有利傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策，全年整機系統(tǒng)市場的快速發(fā)展，新興技術(shù)的不斷推動也都成為傳感網(wǎng)發(fā)展的利好因素。五、總結(jié)傳感器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個新的時代，網(wǎng)絡(luò)傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進(jìn)入國內(nèi)市場，進(jìn)入我們的生活。當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。參考文獻(xiàn)：[1]

高存貞.國外傳感器技術(shù)的發(fā)展概況和趨勢[J].微電子學(xué)與計算機,1991,8

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