摘 要：传感技术是以传感器敏感材料的电、磁、光、声、热、力等物理“效应”、化学“反应”以及生物“机理”作为理论基础，以研究传感器的材料、设计、制作、应用为主要内容，综合了物理学、微电子学、光学、化学、仿生学、材料学的各方面的知识和技术而形成的一门综合性学科，是现代信息产业（传感技术、通信技术和计算机技术）的三大支柱之一。本文简述了传感技术的地位和作用，分析了传感技术的发展趋势。

关键词：传感器技术；特点；发展；趋势

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-01

在基础科学和尖端技术的研究中，必须借助于配备有相应传感器的高精度测控仪器或大型测控系统才能奏效。大到上千光年的茫茫宇宙，小到10-13cm的粒子世界；长到数十亿年的天体演变，短到10-24s的瞬间反应；国家的现代化水平很大一部分由自动化水平来衡量，自动化系统的功能愈全，系统对传感器的依赖程度也愈大。为此，各种各样的新型传感器层出不穷。

一、传感技术的地位和作用

从茫茫太空到浩瀚海洋，从各种复杂工程系统到日常生活的衣食住行，几乎每个领域都离不开各种各样的传感器。在机器人技术领域，作为第三次产业革命的典型代表——智能机器人，将大量使用视觉、触觉、听觉、嗅觉以及各种内脏传感器。一些机器人专家认为，“智能机器人系统应该是一个传感器系统的集成而不是机构的集成。

在航空、航天技术领域，传感器应用非常多，范围非常广，仅阿波罗10号飞船就使用了大量传感器，对3295个测量参数进行监测，可以说整个飞船就是高性能传感器的集合体。

在兵器领域，国外新设计的引言，除具有引爆炸药的功能外，同时采用几个传感器，以分别监测环境和目标信息，从而更好地解决了安全、可靠地通用性问题。各国研制的重要新型精确打击武器——目标敏感弹都是以传感器为技术核心的。

在生产企业中，随着生产过程自动化程度的提高，传感器成为实现测试与控制的关键环节。如果没有传感器对原始信息的准确的捕获与转换，那么对信息的准确测试与控制就将无法实现。

在交通领域，为了研究飞机的强度，要在机身、机翼上贴上几百片应变片，在试飞时还要利用传感器测量发动机的参数以及机上有关部位各种参数。一辆现代化汽车装备的传感器就达30多种，用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等。美国为实现“汽车电子化”，正准备在一辆汽车上安装90多种传感器。

生物传感器的发展将引起临床检测领域的一场革命，使复杂的医学生化检测过程大为简化，进而走出实验室，步入普通病人的家庭，使普通病人也能熟练掌握和操作这些仪器，随时了解自己的病情，为治疗和康复提供有力条件。

家庭生活中使用的传感器也越来越多。如电冰箱中的温度传感器、监视煤气溢出的一氧化碳气敏传感器、防止火灾的烟雾传感器等，洗衣机、电饭锅、录像机、收录机、电视机、空调机、血压计等都需要传感器。

总之，在以计算机为基础的测控系统中，在加强国防建设与促进科技发展的今天，在改造传统产业实现自动化检测盒发展新兴产业时，传感技术起着举足轻重的作用。

二、传感技术的特点

传感技术的特点集中体现在知识密集型、内容离散型、品种庞杂性、功能智能性、测试精确性、工艺复杂性和应用广泛性上。

三、传感器技术的发展趋势

人工智能材料和智能传感器，在最近几年以及今后若干年的时间内，仍然是世人瞩目的一门科学。虽然，人工智能材料及智能器材的研究已向前迈进了重要的一步。但是，目前，人们还不能随意地设计和创造人造思维系统，而只是处在实验室中开拓研究的初级阶段。今后人工智能材料和智能传感器的研究内容主要集中在如下几个方面。

（一）利用微电子学，使传感器和微处理器结合在一起实现各种功能的单片智能传感器，仍然是智能传感器的主要发展方向之一。例如，利用三维集成（3DIC）及异质结技术研制高智能传感器“人工脑”这是科学家近期的奋斗目标。日本正在用3DIC技术研制视觉传感器就是其中一例。

（二）利用生物工艺研制传感器功能材料。以此技术为基础研制分子生物传感器是一门新兴学科，是一种超前技术。这门技术在敏感原理、材料及工艺等方面都属高层次研究。可以预测，这项工作的开展必将促进传感器技术产生一次新飞跃。

（三）超导及超导传感器是当今全世界范围内科学家研究的重要课题之一。超导传感器是利用某些材料，当温度接近绝对零度时，其电阻几乎为零，在其上施加电流时，电流将会无限止地流动下去的这种超导特性而研制的一种传感器。研究发现，在超导体中，电子可以穿过极薄的绝缘层，这个现象称为超导隧道效应。超导体中存在正常电子和超导电子对两种电子。因此超导效应有电子隧道效应和电子对隧道效应。利用具有这些效应的超导体可制作高速开关、电磁波探测装置、超导量子干涉器件SCQID（Super Conduction Quantum Interecs Devices）等。

（四）完善智能器件原理和智能材料的设计方法，也将是今后几十年极其重要的课题。

为了减轻人类繁重的脑力劳动，实现人工智能化、制动化，不仅要求电子元器件能充分利用材料固有物性对周围环境进行检测，而且兼有信号处理和动作反应的相关功能，因此必须研究如何将信息注入材料的主要方式和有效途径；研究功能效应和信息流在人工智能材料内部的转换机制；研究原子或分子对组成、结构和性能的关系，进而研制出“人工原子”，开发出“以分子为单位的复制技术”；在“三维空间超晶格结构和K空间”中进行类似于“遗传基因”控制方法的研究，不断探索新型的人工智能材料和传感器件。

四、结语

我们要注目世界科学前沿，赶超世界先进水平。当前，以各种类型的记忆材料和相关智能技术为基础的初级智能器材（如智能探测器和控制器，智能红外摄像仪、智能天线、太阳能收集器、智能自动调光窗口等）要优先研究，并研究智能材料（如功能金属、功能陶瓷、功能聚合物、功能玻璃和功能复合材料）在智能技术和智能传感器中的应用途径，从而达到发展高级智能器件、纳米级微型机器人和人工脑等系统的目的，使我国的人工智能技术和智能传感器技术达到或超过世界先进水平。

参考文献：

[1]张佳薇，孙丽萍，宋文龙.传感器原理与应用[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2003.

[作者简介]丁怀珍（1977-），女，工程师，2009年毕业于长春工业大学机械电子工程专业，现在神华大雁集团公司机电安装工程分公司工作。