傳感器技術(shù)的發(fā)展及國防應(yīng)用簡要

時(shí)間:2006-07-17

來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語:如果說計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展,那么傳感器就是人類五官的延伸

傳感器技術(shù)是測量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子學(xué)、 光學(xué)、聲學(xué)、精密機(jī)械、仿生學(xué)、材料科學(xué)等眾多學(xué)科相互交叉的綜合性高新技術(shù)密集型前沿技術(shù)之一,也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。它與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。 如果說計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展,那么傳感器就是人類五官的延伸,當(dāng)集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展時(shí),人們才逐步認(rèn)識信息攝取裝置——傳感器沒有跟上信息技術(shù)的發(fā)展。 從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起了一股“傳感器熱”。美國國防部將傳感器技術(shù)視為今年20項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一,日本把傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)、通信、激光半導(dǎo)體、超導(dǎo)并列為6大核心枝術(shù),德國視軍用傳感器為優(yōu)先發(fā)展技術(shù),英、法等國對傳感器的開發(fā)投資逐年升級,原蘇聯(lián)軍事航天計(jì)劃中的第五條列有傳感器技術(shù)。 正是由于世界各國普遍重視和投入開發(fā),傳感器發(fā)展十分迅速,在近十幾年來其產(chǎn)量及市場需求年增長率均在10%以上。有人預(yù)測到2000年,世界傳感器市場總額將達(dá)700億美元,其 中美、歐洲、日本將分別達(dá)到150、100、80億美元。    目前世界上從事傳感器研制生產(chǎn)單位已增到5000余家。美國、歐洲、俄羅斯各自從事傳感器研究和生產(chǎn)廠家1000余家,日本有800余家。其中不少是世界上著名廠商,例如美國??怂共_公司,霍尼威爾么司、恩德??斯炯娌⒘说淏K公司、德國的西門子、荷蘭的飛利浦、俄羅斯的科學(xué)院 半導(dǎo)體所、熱工儀表所。 目前,傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防科研、信息產(chǎn)業(yè)、機(jī)械、電力、能源、交 通、冶金、石油、建筑、郵電、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、材料、災(zāi)害預(yù)測預(yù)防、農(nóng)林、漁 業(yè)生產(chǎn)、食品、煙酒制造、機(jī)器人、家電等諸多領(lǐng)域,可以說幾乎滲透到每個(gè)領(lǐng)域。    美國空軍技術(shù)學(xué)院利用信息融合方法,檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)研究工作中,選用了前視紅外傳感器和距離傳感器,將近100幅的視紅外圖像和數(shù)十幅距離圖象進(jìn)行信息融合比較分析,采用特征級融合分析方法和貝葉斯最小誤差分類準(zhǔn)則,使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測準(zhǔn)確率大大提高。 世界各國對微型電子機(jī)械系統(tǒng)給予極高重視,美國宇航局很早就給予支持,美國國防部高級研究計(jì)劃局等機(jī)構(gòu)每年投資2000萬美元,德國每年投資 7000萬美元,日本通商產(chǎn)業(yè)省則擬訂了一個(gè)十年 內(nèi)投資2億美元的計(jì)劃,美國的硅谷已成為當(dāng)今世界上MEMS研究中心。 據(jù)報(bào)導(dǎo),微型慣性、微型流量控制傳感器和微型生態(tài)芯片、微型擋板、微型閥門和微型泵等微 型制動(dòng)器等將于對世紀(jì)初進(jìn)入市場。 隨著傳感器技術(shù)、固態(tài)技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等學(xué)科的飛速發(fā)展,一種高精度、低驅(qū)動(dòng)、高可靠性、低功耗、占用空間小、重量輕和快速響應(yīng)的嶄新的微型電子機(jī)械系統(tǒng)的傳感器即將在世界展現(xiàn)。 未來的戰(zhàn)爭是電子信息戰(zhàn),其重要特征之一就是竊取和反竊取情報(bào)。納米傳感器也可打扮成樹葉、草桿、螞蟻、蒼蠅等,用空投等方法將其投入到所需預(yù)定地方,構(gòu)成一個(gè)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò),用以收集情報(bào)。進(jìn)行 拍照、竊聽、引起計(jì)算機(jī)病毒、敵人昏睡。 也有人預(yù)測,可以組建一支納米機(jī)器蟲部隊(duì)、懷揣形形色色的納米級武器,在納米級馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下,去執(zhí)行各種特殊任務(wù)。化學(xué)傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家庭安全、環(huán)境監(jiān)測、能源、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域具有十分重要的作用,需求將越來越迫切。    化學(xué)傳感器今后發(fā)展重點(diǎn)是微型化、智能化、多功能化。深入研究有機(jī)、無機(jī)生 物類化學(xué)傳感器的工作原理,提高敏感材料功能設(shè)計(jì)能力,靈活地應(yīng)用微機(jī)械加工技術(shù),敏感膜修飾技術(shù),微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、生物工程技術(shù)等多種枝術(shù)融合,使傳 感器性能最優(yōu)化。    應(yīng)用仿生學(xué)、傳感器學(xué)、計(jì)算科學(xué)聯(lián)理作為仿生傳感器取得了重大進(jìn)展,生物傳 感器是跨學(xué)科的科學(xué),它著眼于保健、環(huán)境、衣業(yè)和食品工業(yè)的檢測的需求。 例如,德國、日本和意大利等國的科學(xué)家利用電化學(xué)原理研究了能對酸、甜、苦、辣、咸等 五種滋味和酒的品味進(jìn)行檢測的味寬傳感器。能對食品新鮮程度進(jìn)行檢測的電子舌。能探測空氣中有毒的、爆炸性氣體、毒品氣味的電子鼻。該領(lǐng)域的研究,必將大大促 進(jìn)入工智能學(xué)和機(jī)器人學(xué)的飛躍發(fā)展。
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