传感技术的应用与发展趋势展望

传感技术的应用与发展趋势展望

李巧真

（天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072）

摘要：近年来，随着我国科技实力的提升，传感技术在我国经济社会发展建设中发挥的作用日渐突出，并逐渐成为了支撑和推动我国现代化工业建设可持续健康发展的重要环节和中坚力量，我国在传感器应用与研发领域的工作发展水平已逐步迈入世界一流行列。本文从现阶段我国传感技术现状入手，分析现阶段传感技术应用与发展的主要领域和具体表现，进而结合今后一个时期我国高精尖技术研发工作发展需要，对在下一步工作中提高我国传感技术应用与发展水平提出了若干合理性工作建议。

关键词：传感技术；应用；发展；趋势展望

引言

近年来，全球传感器的产量和年增长率均保持在10%以上，目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一，已经成为衡量一个国家科学技术水平发展的重要标志。先进传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化和网络化方向发展。传感技术是20世纪70年代末兴起的技术领域，在全世界成为研究热门，已与光纤通信并驾齐驱。

1我国传感技术的现状

30年来，经过科技攻关，敏感元件与传感器的制造技术有了长足的进步，在设计、关键工艺、可靠性、产品开发等方面均有不同程度的突破与创新。如“九五”攻关完成的传感器CAD技术，可以实现传感器的全过程设计（即从工艺模拟到核心器件设计，再到结构设计，最后到温度补偿）；微机械加工技术，在国内首次实现了用微机械加工工艺批量生产压力传感器；开发出了包括力敏、磁敏、热敏、湿敏和气敏等在内的多个品种、多个规格的传感器；可靠性技术的发展，使传感器的成品率普遍提高、可靠性水平提高1个～2个等级等等。但在先进技术方面，我国传感器的整体水平与国外发达国家相比仍有较大差距。主要表现在：（1）核心制造技术严重滞后于国外，产品品质勉强过关，传感器数字化、智能化、微型化已成趋势，大多数产品已变成现实，且在不断完善和更新换代，而我国的传感器虽然所涉足的研究开领域基本与国外相差无几，但由于在某些核心制造工艺技术上还严重滞后于国外，所以差异较大。（2）专业技术人力资源匮乏，产业发展后劲不足。传感器及其产业的特点之一是技术密集，由于技术密集，也自然要求人才密集，从目前国内的情况看，能够适应当今传感器技术发展需求的具有高水平的科研队伍及中青年科技专家、技术骨干、学术带头人相对缺乏，使行业技术更新换代步伐慢，产业发展后劲不足。（3）产业的统筹规划不足，投资力度不够。在我国，虽然在“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”的科技攻关中均有立项，但局限性较大，目前存在的问题是重复分散、统筹规划不足、科研投资强度偏低、科研设备落后、科研和生产脱节，影响了科研成果的转化，使我国传感器产品综合实力较低，其次是由于政府重视不够，在信息技术发展的过程中，对传感器技术重要性的认识滞后于计算机技术和通讯技术，发展需求的资源投入规模和强度太小，使传感器技术的发展速度缓慢，牵制了信息技术的飞速发展。

2传感技术应用与发展的主要领域

2.1传感技术在工业生产领域的应用情况

传感技术在我国工业生产领域的应用十分普遍。例如，在自动化生产线的设计制造中，得益于温度传感器、距离传感器、光线传感器等元器件的广泛应用，我国钢铁冶炼、汽车制造、化学品加工等领域的生产效率的到了大幅提升。具体来看，传感技术在工业生产领域的应用可以使相关设备感知周围环境或者特殊物质，比如气体感知、光线感知、温湿度感知、人体感知等等，把模拟信号转化成数字信号，给中央处理器处理，最终结果形成气体浓度参数、光线强度参数、范围内是否有人探测、温度湿度数据等等，显示出来。根据国家发改委于2017年公布的统计数据显示，2017年内我国工业生产企业新增自动化生产线近64万条，其中具有自动传感功能的生产线占比高达72．9%，具有自动传感功能的新型生产线已逐渐成为助推我国工业化生产发展的关键性技术。从2017年我国相关领域生产总值变化来看，得益于相关新型自动化生产线的使用，2017年我国钢铁冶炼、汽车制造、化学品加工等行业产业规模均维持了10%以上的高速增长态势，相关企业生产智能化程度明显提高，企业的经济效益得到了较大幅度的提升。

2.2传感技术在高端设备制造领域的应用情况

传感技术在我国高端设备制造领域的应用也具有显著的代表性。在国产大飞机的研发制造工作中，大量具有较高集成度的国产传感器元器件的到了广泛使用，并为飞机的顺利建造发挥了重要作用。根据中国航空工业公司公布的数据，在国产C919大飞机的设计建造过程中，各类型传感器国产化率已达50%以上，相关设备在飞机飞行状态监测、飞机操作控制等方面发挥着关键性作用。

3提高我国传感技术应用与发展水平的意见建议

3.1加大科技投入，保证传感技术及其产业的可持续发展

从战略发展考虑，国家应加大传感技术的科技投入力度，同时，国家在执行投资倾斜政策时，要注意支持传感器行业的骨干企业和特色企业，通过技术改造提高档次、扩大规模；重点支持具有发展潜力的地区形成生产基地，加大技术积累和相关投入，培育出传感器产业新的经济增长点，确保可持续性。

3.2加大自主创新，提升自主知识产权程度

21世纪传感器发展的总趋势是微型化、集成化、多功能化、智能化和网络化，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，尤其是微机械加工和纳米技术，应在现有技术基础上，在广泛吸收、消化、跟踪国外先进技术的同时，加大技术创新，努力发展专用技术、特色技术、自主知识产权技术，要以提高企业自身的创新与开发能力为突破口，采取以企业为主体、高等院校和科研院所广泛参与、利益共享、风险共担的产学研联合的机制、组织协同攻关，占领技术制高点，增强企业核心竞争力，并逐步实现自主开发、自我发展的良性循环，创造出具有自主知识产权的知名传感器品牌。

3.3通过有效方式加快专业科技型技术人才的开发

对于任何产业来讲，要生存、要发展、要振兴、要参与国内外市场竞争并立于不败之地，从某种意义上说是人，或者说是高科技人才在起决定性作用。传感器产业也不例外，在此情况下，应大力开展人力资源开发，通过继续教育、再教育等多种方式加快培养与造就科技人才，着力培养新一代的传感技术高级技术人才。

结语

总而言之，随着我国现代化技术研发工作的快速发展，我国传感技术的应用与发展水平必将在实践中的高新的提升，相关工作技术实力的提升将推动我国更好的引领国际传感技术发展。在下一步工作中，相关部门应当结合各自职能优势，根据我国高精尖技术研发工作发展需要，科学规划自身发展路径，积极推动我国传感技术应用与发展水平提升，为使我国传感技术的研发与应用向着制度化、规范化、精细化、科学化、可持续化方向转变，促进我国传感技术的应用与发展水平不断提升做出新的贡献。

参考文献：

［1］张春萌．传感技术在野外项目岩土工程勘查中的应用研究［J］．勘测导刊，2016（3）：22－23．

［2］王裕兴．现代卫星遥感及传感器具发展的主流趋势研究［J］．设计勘察，2017（6）：42－43．

［3］叶郑浩．传感技术发展与现代化电子技术创新案例研究［J］．工业电子，2016（11）：35－36．

［4］吴婉清．传感器微型化研发工作发展问题研究［J］．现代技术经济，2016（7）：62－63．

［5］池雪莲.传感器技术应用及发展趋势展望［J］．襄樊职业技术学院学报.2006年第01期.