传感器技术研究现状及发展趋势

传感器技术研究现状及发展趋势各位专家，领导，各位媒体朋友们，感谢慧聪电子网给我们提供这样一个机会来为大家一起交流一下我们国家传感器技术研究现状国际上发展的趋势。传感器实际上跟我们的生活，过夜国防信息相关，我统计了一下我们每个人手中用的手机，充电机，电脑不下几十个传感器，每个家庭的传感器上千支，我主要跟大家介绍一下我们传感器的基本内容，定位，作用，技术特点，发展现状，差距与趋势。传感器与传感技术，传感器是一种能够感受规定信息按照一定规律转换成数字信号装置，实际上包括了物理信息，化学信息和生物信息，传输信号是一光信号和电信号，传感器技术设计到微电子学，物理化学，材料学生物学等，包括传感器监测原理，以及制作技术是一个多学科，多技术高新技术，传感器是整机系统感觉器官，车辆前面前端部件，传感器技术综合了物理，化学，生物，电子微电子以及材料，紧密机械等等方面知识和技术，传感器技术是现代科技前沿技术，传感器产业也是国内外公认具有发展前途高技术产业，以技术含量高，经济效益好，渗透力强，市场前景广阔为世人瞩目，美日英发把传感器技术列为国家重点发展技术之一，世界上传感器品种达到三万种，物理，化学，生物传感器，传感器地位作用不断增加，信息技术三大支柱是计算机技术是用于信息处理，通信技术用于信息传输，传感技术主要是采集信息，实际上现在传感器已经超越了人的五官感觉，21世纪人类进入信息化时代，随着空间扩展，需要获得的信息种类日益增加，需要信息传输的速度日益加快，信息处理的能力日益增强，包括声光电等信息，要求与此相对应产业技术传统必须跟上信息化发展需要，传感器是人类探索自然信息的方法是人类认识相对对象提供条件和依据现代信息技术核心技术之一传感器是21世纪世界各国在高新技术领域争夺一个重要领域。传感器是自动控制系统信息系统关键技术，技术水平高低直接影响到自动化系统和系统信息的水平，自动化技术水平越高对传感器依赖程度越大，信息社会当中需要用传感器监测很多非电量信息，这些都是我们人类五官不能监测，传感器技术涉及国民经济国防科技各个领域重要领域，美日英成为传感器发达国家，在21世纪把传感器作为重要技术发展。美国大约科经费占20%，西欧21%，使日本大约19%，中国大约1%，传感器在资产贪色，海洋，环境监测，安全保卫，医疗诊断，家用电器，农业现代化，等领域都有广泛利用，传感器利用涉及机械制造，工业制造，汽车电子，消费类电子在世范围内传感器增长最快是汽车市场需求，还有通信市场，汽车电子控制系统水平关键在于采用传感器数量水平，目前一台普通家用轿车安装几十到上百个传感器，豪华轿车传感器数量达到200多，我们国家是汽车生产大国，年产汽车一千多万辆，但是汽车用的传感器几乎被国外垄断，每个汽车上大约一到两个氧传感器，一千多万台汽车需要多少氧传感器，我们国家工业现代化进程和电子信息产业20%以上速度高速增长，带动传感器市场快速上升，我们国家手机产量突破7.5亿，手机市场增长给传感器市场带来新机遇，该领域占的传感器领域占市场1/4，我国是白电生产大国，09年总产量达到3亿多台，用的传感器占市场1/5，传感器在医疗环保专业设备当中应用高速增长，占市场份额15%左右，这是04年到06年国外媒体的统计，我把行业传感器大量需求为我们提供很好的传感器发展基于，世博会上使用大量的传感器，传感器在社会当中主要应用在安全预测，环保控制。世博会当中无线网络能够对所进入人，车，以及噪声进入识别环保监测光学，生物传感器，对世博会安全进行得到充分应用，国际展览机器人也得到广泛应用，汽车当中用到各种传感器。为汽车安全性，绿色环保型，舒适性提供了保证。汽车发动机用的传感器，以及各种温室传感器，以及各种生物传感器，第三传感器技术特点和发展趋势，传感器技术特点是一个多学科交叉前沿技术，基础研究和应用研究两个部分，基础研究对敏感机理，材料要求很强。是一个技术和投资密集型企业，技术在传感器行业发现非常突出是一个投资强度高，规模大的要求，产品产业不分散，传感器产品品种繁多，全球有三万多个传感器品种，我们国家现在只能生产6千多个品种，有十大类，42小类，应用产业分散，家电，电子，基建航天航空等领域，当前传感器面临挑战和机遇，挑战来源人类社会要求改变信息获取状态，传感器落后是成为影响自动化发展的瓶颈，我国自动化方面的专家呼吁，目前复杂系统越来越复杂，自动化已经陷入低谷主要愿意是因为传感器技术落后，传感器感知信息落后，二是表现为传感器自身在智能化网络化方面技术落后，机遇来源于新技术的推动，微电子技术是新学科，多种学科交叉融合推动新一代传感器诞生和发生。当微电子技术遵循摩尔定律基本规律走下去，在传统技术基础上不断扩展跨学科横向应用，突破非稳定物理器件，量子，分子器件将成为未来微电子发展方向，是当前乃至未来20年传感技术主要发展方向。行业技术发展趋势，以及有单一传感器，向多功能高度集成传感器发展，主要特点是卫星化，多功能，数字化，智能化，系统和网络化，以及新兴传感器开发和应用以及成为现代传感器和系统核心和关键，微机械系统核心是微机电系统，特点是卫星化，芯片支撑，微米或者纳米支撑，微电子化可以将多个传感器集合在一起，形成复杂系统。第二是开发新的敏感材料，包括半导体硅材料，以及一些化工半导体符合材料，薄膜材料等等，纳机电系统，是纳米技术，机电和纳米机构的结合，在新的传感器功能设计机理效应方面，采用MATLAB等功能等，传感器多功能化，一种多功能传感器可以同时监测多种有害气体，传感器在智能化网络方面是传感器微处理器的结合，智慧地球与物联网，今天下午有专家讲到物联网，作为经济战略的重要影响，美国工业界领袖举行会议IBM公司CEO向美国总统奥巴马提出智慧地球概念，主要内容是把感应器如何装入到电网，铁路，桥梁隧道等，普遍连接形成所谓物联网或者叫传感器网，通过超级计算及向物联网整合，在人类社会和物理世界进一步融合，使人类及更加动态方式管理生产生活当时智慧状态，如果这个状态的实现，未未来战争会在计算机进行，将会在手机上使用，物联网这个概念智慧地球的概念，会在未来得到巨大的发展，智慧地球发展有三个层次一个是智慧层，互联网，物联网层，是各种创新传感器技术用在各种物体和设备中，使物资巨大的数字化，这个是智慧地球和物联网和互联网之间的关系，因此奥巴马总统接受了这样一个观点。物联网是计算机互联网移动通信网以后世界信息产业第三次浪潮，根据独立市场研究结构的预测，物联网产业成熟的时候是产值是互联网产值至少30倍以上，我们国家总理温家宝09年8月7日到中科院无锡产传感器网工程研究中心视察提出尽快建设感知中国中心，传感器网络技术是实现更多感知更广泛互联互通核心技术，传感器网络是将多种类传感器节点组成的网络实现对物理世界协同感知，和广泛应用与智能电网，环境监测，精细农业，节能减排等社会生活各个领域。因此传感器网络应用可以在各个方面得到应用，包括智能电网，交通，公共安全网，水质预测等等。第四国内发展现状与差距，上世纪60年代开始传感器技术我们国家开始研究渝开发，九五到十一五我们国家传感器体委重点电脑新兴元器件，形成传统开发生产的体系，取得了一批世界瞩目发明专利。销售过100亿元，中电集团19所，神州6号宇宙飞船当中做出了不懈的努力，这是他们制造的传感器，电子波在电子聚合10米，传感器，电子微集成传感器形成了成果，自组装超薄膜传感器，我们国家传感器生产水平大约落后发达国家5到10恩年，生产技术落后10到15年，传感器产业结构存在企业分散，实力不强，市场开拓不够，我国从事传感器研究和生产的单位，与1500家是世界第一，但是真正形成一定规模很少，多数企业是低水平重复。科学测试仪器精度比国外同类产品低0.5到1数量级。我国不少传感器要依赖进口，我国重大工程项目，航天航空，石油，化工，电力冶金领域用高端传感器产品从数量上讲大约40%到50%从价值70%80%依赖进口，世界传感器品种有两万多种，我国经过八五到十一五发展目前只有5到6千种，差距很大，国外传感器发展趋势，传感器是一个多学科交叉技术灵活推动新一代传感器诞生和发展，主要介绍涉及国防和我们安全的一些传感器，密闭系统监测传感器，主要用与密闭空间，载人航天飞船，监测对大气污染程度对人的健康危险，前进国家研究大气分析器，美国现用潜艇都装有，是高水平，能够监测连续监测各种气体，地面传感器又称之为无人制售传感器，是指一种布置在地面的侦查设备系统，有结构简单，零用灵活，成本相对比较低。放在可能入侵的地方，特别是雷达其他侦查设备难以达到的山区和丛林是美国研制的声光卫星通信综合传感器，综合声音，光电传感器和现代工业技术用于气象。这是国外研制一种地面传感器，外形像石头，装有可以实时传输无线视频，可以播放声音，美国研究出来一种叫人工小型食指形状传感器，利用在最新无线发射系统当中，可以自动识别，主动进攻，能够判断能够分清敌我，以前在海湾战斗当中恐怖袭击，恐怖分子曾经使用过。生化传感器向自动化，小型化网络化方向发展。内部各种参数包括压力传感器，要求耐高温，耐腐蚀，微型化。紧密空间高度20公里到100公里，高于飞机最高飞行高度，低于卫星运行轨道。这是美国研究一种进太空无人飞行器，利用自主传感器和对空间定量目标进行监控和监测，用于监测太空环境，机器人传感器，机器人使用计算机控制，具有人体某些功能，机器人种类很多，传统分地面机器人，空间无人飞行器，地下，水下等等。现在我们在太空当中已经有美国一架无人太空飞行器。机器人及传感器研制硬币大小的机器人，由传感，处理，自主导向，等功能，美国正做防腐，防滑的水下机器人。车载传感器系统，目前正在大力发展，包括光电探测，发达国家通过众多信息技术研究，开发研制众多传感器信息融合技术和应用实际，解决大量复杂信息处理问题，包括美国海军陆战队等，开发各种承载传感器，应用而言，利用传感器网络能够实现对敌军装备监控，战场实时监控，目标定位，战场评估，评级等功能，微机电是外形是毫米左右，对声光自然信息进行感知识别一种微机电装置，具有可以微型化，批量生产，方便生产多种交叉特点。世界各国高度重视传感器在航空航天的应用，发达国家对纳米技术发展十分重视，在原来将传感器列为优先发展基础上又作了纳米发展计划，美国把微米和纳米制造列为在经济繁荣国防方面重要技术，欧洲建立23个国家研究所，31个研究小组，95年微机电传感器销售达到15亿，02年达到308亿。纳米传感器用微电子加工技术，极大的提高传感器性能，具有阵列化，作逐步压力加速度等方面有良好的广泛利用前景，这是美国研制纳米卫星航天器，重量请轻，成不低，耐腐蚀。传感器技术作为信息技术三大支柱之一，对工业技术和各个领域及航空航天涉及国家安全领域有非常重要的影响，传感器技术面临其他电子元器件技术更多，更难解决科学与技术问题，传感器是一个开放系统，要求传感器要稳定，要重复稳定，我国传感器技术得到很大发展，在技术水平，科研投入产业方面比先进国家存在严重不足和差距，传感器技术发展方向，是集成化和多功能化，微小性化等等，充分发挥传感器技术在智慧中国当中的重要作用，我的报告完了谢谢大家。物联网-传感器的未来发展方向近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器（如上述EJX变送器）。微电子机械加工技术，包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA技术（X光深层光刻、微电铸和微复制技术）、激光微加工技术和微型封装技术等。MEMS的发展，把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器的检测仪表，在微电子技术基础上，内置微处理器，或把微传感器和微处理器及相关集成电路（运算放大器、A/D或D/A、存贮器、网络通讯接口电路）等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。（注：MEMS技术还完成了微电动机或执行器等产品，