傳感技術(shù)與計算機技術(shù)、通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱。它也是當(dāng)今很多技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和支撐技術(shù),其技術(shù)涉及到材料科學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)、信息傳輸與處理、信號識別等多個學(xué)科。傳感技術(shù)作為一種重要的高新技術(shù),對各行業(yè)有巨大的推動作用,一直受到國家的高度重視。在科技部的“十二五科技發(fā)展規(guī)劃”中和工信部公布的有關(guān)文件中,明確提出:要集中多方資源,大力提升感知技術(shù)水平、推進傳輸技術(shù)突破、加強處理技術(shù)研究、鞏固共性技術(shù)基礎(chǔ)。
另外,我國傳感器應(yīng)用產(chǎn)業(yè)正在形成,很多應(yīng)用技術(shù)已從實驗室走向產(chǎn)業(yè)。中國傳感技術(shù)工程師越來越需要了解傳感技術(shù)應(yīng)用的國內(nèi)外最新進展,以提高自身的應(yīng)用水平,最終提升我國自主創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型升級的能力。
目前,我國從事傳感器技術(shù)研發(fā)的主要是高校、中科院和相關(guān)部委的研究機構(gòu),企業(yè)的技術(shù)實力較弱,很多是與國外合作,或是進行二次封裝。而在發(fā)達國家,傳感器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化更多由企業(yè)來主導(dǎo)。
手機里的光線感應(yīng)器、汽車?yán)锏睦锍瘫韨鞲衅?、醫(yī)療領(lǐng)域用于檢測患者各項生理指標(biāo)的傳感器,以及航空航天領(lǐng)域用于監(jiān)測飛行器運行狀態(tài)的傳感器……可以說,傳感器已廣泛應(yīng)用于人們的生活、工業(yè)和國防等領(lǐng)域。
與此同時,我國在傳感器發(fā)展方面的問題也日益突出。記者從3月30日~31日召開的首屆全國傳感技術(shù)應(yīng)用大會上了解到,目前我國雖然傳感器企業(yè)眾多,但大都面向中低端領(lǐng)域,在高端領(lǐng)域幾乎沒有市場份額。此外,科研院所在傳感器技術(shù)的研究方面已與國際接軌,但產(chǎn)業(yè)化瓶頸遲遲未能突破。
針對這些問題,此次會議上有專家建議,中國應(yīng)該把握傳感器發(fā)展的重要機遇期,加速傳感器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,并通過整體解決方案模式,讓傳感器企業(yè)得到良性的發(fā)展。
政策助力
傳感器與通信、計算機被稱為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的三大支柱。因其技術(shù)含量高、滲透能力強,以及市場前景廣闊等特點,引起了世界各國的廣泛重視。
據(jù)北京理工大學(xué)首席教授李科杰介紹,目前已有多個發(fā)達國家把傳感器特別是軍用傳感器列為國家重點大力發(fā)展計劃。比如,美國提出了對國家長期安全和經(jīng)濟繁榮至關(guān)重要的22項技術(shù),其中第六項即為傳感器與信號處理技術(shù)。
目前,傳感器已經(jīng)在諸多關(guān)鍵領(lǐng)域扮演著不可或缺的角色。
比如,美國已為自己的F-22戰(zhàn)機裝備了新型的多譜傳感器,實現(xiàn)了全被動式搜索與跟蹤,可在諸如有霧、煙或雨等各種惡劣天氣情況下使用,不僅可以全天候作戰(zhàn),還提高了隱身能力。
英國航天飛機上使用的傳感器約有100多種,總數(shù)達到4000多個,用于監(jiān)測航天器的信息,驗證設(shè)計的正確性,并可以在遇到問題時作出診斷。日本則在“雷達4號”衛(wèi)星上安裝了傳感器,可全天候?qū)Φ孛婺繕?biāo)進行拍攝。
“傳感器是高端裝備獲得信息的重要環(huán)節(jié),影響和決定了裝備的功能。唯有計算機和傳感器協(xié)調(diào)發(fā)展,才能決定技術(shù)的未來。”李科杰說。
近年來,我國也不斷提高對傳感器產(chǎn)業(yè)的重視,并出臺了一系列政策推進其發(fā)展。2011年7月出臺的《中國電子元件“十二五”規(guī)劃》指出,“十二五”期間將投資5000億元,主要集中在新型電子元件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域。而在今年2月由工信部等四部委聯(lián)合印發(fā)的《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》中,還制定了具體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo),并給出了2013年~2025年的發(fā)展路線圖。
新的趨勢
新技術(shù)的層出不窮,也讓傳感器的發(fā)展呈現(xiàn)出新的特點。在此次會議上記者了解到,傳感器與MEMS(微機電系統(tǒng))的結(jié)合,已成為當(dāng)前傳感器領(lǐng)域關(guān)注的新趨勢。
據(jù)清華大學(xué)精密儀器與機械學(xué)系主任尤政介紹,目前美國相關(guān)機構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出了名為“智能灰塵”的MEMS傳感器。這種傳感器的大小只有1.5立方毫米,重量只有5毫克,但是卻裝有激光通信、CPU、電池等組件,以及速度、加速度、溫度等多個傳感器。
“以往做這樣一個系統(tǒng),尺寸會非常大,智能灰塵尺寸如此之小,卻可以自帶電源、通信,并可以進行信號處理,可見傳感器技術(shù)進步速度之快。”尤政說。