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传感器技术水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志

发布时间:2016-01-12

来源:http://www.3ese.com/news/5.html

    传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。

 

    传感器的种类繁多,分类方法也多。目前常用的是按照传感器的用途,分为:力敏传感器、热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、加速度传感器、生物传感器,等等。

 

    传感器技术是现代科技的前沿技术,其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。我们不难发现,传感器技术已经从传统的物性型向集成化、多功能化、数字化、智能化、系统化、网络化发展,并不断应用新材料。应用领域也从高技术和军事领域迅速转移到传统基础工业改造、大型工程系统配套、汽车电子化配套、家电控制系统、医疗卫生、健康保健、环保监测治理等国民经济的各个领域。

 

1)传感器的集成化和多功能化

    传感器集成化,即将传感器、信号处理器、控制系统、电源系统等产品一体化,作为投入市场的初始产品,才能获取行业的重视,满足市场需求。已经获得广泛应用的多功能硅压力/差压传感器是小型集成化的典型。它是在4mm*4mm的硅片上,采用微电子平面工艺和微机械加工工艺,采用三坯双岛的复合敏感结构,实现了差压、静压和温度3参数的同时测量。

 

2)传感器的数字化和智能化

    传感器的数字化和智能化的出现是传感器产业又一次突破,也成为当今传感器行业发展的重要发展方向之一。智能传感器将微处理、通信总线接口、信息检测、信息处理和信息传输等功能一体化,并自行进行补偿、校正、故障排除,将只能进行单一检测、单一功能的传统传感器与智能化技术相结合,实现传感器的多种测量、多种变量的特性。另外数字传感器内部结构简单,利用纯数字电路进行测量,抗干扰性强。随着计算机技术的发展,使传感器的数字化和智能化得到了最大意义的体现,具有更大的发展潜力和空间。

 

3)传感器的系统化和网络化

    传感器的系统化和网络化是必然,智能化传感器的发展,为传感器测控网络的实现提供了技术基础,网络技术和传感器技术的结合,使传感器随着无所不在的计算机网络的发展而发展。这种技术上的飞跃不仅使传感器的性能大大提高,而且将带来高额的技术附加值。要实现无所不在的参数检测,传感器向网络化发展将成为今后研究的热点,他将为系统的扩充提供了极大的方便,减少现场布线的复杂性和电缆的数量。网络传感器是以嵌入式微处理器为核心,集成了传感器、信号处理器和网络接口的新一代传感器。在网络传感器中,采用嵌入式技术和集成技术,使传感器的体积减小,抗干扰性能和可靠性提高;微处理器的引入,使网络化传感器成为硬件和软件的结合体,根据输入信号进行判断、决策、自动修正和补偿,提高了控制系统的实时性和可靠性;网络接口技术的应用,为系统的扩充提供了极大的方便,减少了现场布线的复杂性和电缆的数量。

 

(4)国内外的差距

    物联网应用已从政府政策扶持进入市场导入期,传感器作为物联网基础,处于产业链上游,在物联网发展之初受益较深。但传感器已成我国物联网发展瓶颈。据分析,我国传感器行业发展落后,困内传感器需求,尤其是高端需求严重依赖进口,困产化缺口巨大,目前传感器进口占比80%,传感器芯片进口占比达90%。国产化需求迫切。国内传感器厂商占据中低端市场从发展态势看,

 

国内传感器厂商有三种情况:

    一是国有企业发展处于平稳增长状态,总体上跟跟不上国外最新技术发展的步伐,除少数厂家外,总体差距有扩火的趋势。这是因为传感器技术发展快,工艺和制造设备更新快,许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元,多则数百万美元,绝大多数厂家靠白身积累很难购买新型设备,致使在许多新技术、新工艺方面无法跟国外企业飞速发展的步伐。

 

    二是营或合资企业的产品占据了中低端市场,传统技术和装备手段可以满足绝火多数产品的制造要求,市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产晶、.占据市场较大份额外,其他高端产品均是困外厂商在垄断。

 

    三是外资企业的产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额,并将会在今后很长一段时问内持续把持高端市场,这种势头在短期内不会得到根本转变。

 

    我国传感器业取得的新进展主要表现在:一是在数景方面,通过多年的积累,随着装备的改进,产能在近几年得到了突飞猛进的发展,几乎以每年近一倍的速度在增长;是在品种方面,除少数品种外,目前国内能够生产多数品种的产品;三是在质量方面,国内厂商开发的多数产品性能能够满足工程需要,产品质量丌始接近困外产品水平:四是在新产品方面,由于创新能力小足以及工艺技术和加工手段的差距,我困企业自主发的新产品少。

 

    面临的的问题在于:原刨技术少、新型加工手段缺少、工艺装备落后、持续发展的体系没有建立起来。新型传感器的产业化速度慢仍困扰着众多传感器企业。产品更新换代是行业持续发展的源泉,传感器正向更多领域拓展,这些领域不断增长的需求,要求新型传感器产品不断的涌现。网络的应用,IT业的迅速发展,也对传感器新品提出更多要求,因此本土传感器还有太多的地方需要学习和提高。在技术方面,我国传感核心技术缺乏,成为行业发展、甚至物联网产业进步的阻碍力量。在企业方面,我国传感器企业规模普遍较小,很难和世界级大型公司竞争。在政策方面,我国行业专业激励政策不明确,企业不易得到辅助。在市场方面,我国传感器业面临中高端依赖进口、低端价格战和同质化竞争的局面。