论我国传感器技术发展中的若干问题

2018-03-26姜大成

数字通信世界 2018年12期

张巍，姜大成，佟勇，陈申

（陆军航空兵军事代表局驻哈尔滨地区军事代表室，哈尔滨 150001）

当前，人类世界已经全面发展为信息技术的世界。由于我们不断增加数据检测的深度和数据检测的广度，我们所需要的探测装置就在不断增加探测装置的准度要求也在不断精确，随着内存技术的不断进步，存储、提取信息的速度已经十分迅速，伴随着处理器的不断进步，原先几天才能处理完的数据，现在只需要几个小时就可以处理完成，这就给传感器技术的发展与应用，奠定了设备基础。传感技术是发展处理技术和信息社会的重要技术基础，传感器的基本工作原理就是借助探测装置对环境进行相应的扫描，通过简单的初步分析与转换，形成数据，传输给处理设备，从而再现外部环境的特征，并通过其他系统，对外部环境的特征进行分析，得出我们想要的结论。我们常说的最初的传感器是指结构型传感器；接着随着科学技术的进步，开始研制出了固体传感器最后就发展为了应用于现代科技的智能传感器。传感器传输数据的精确与否，关系着整个数据处理过程。传感器技术的发展与进步可以实现数据的自动获取，自动处理，自动加工，最终形成准确的结论。传感器的应用已经成为信息化时代的必然要求，也是我国实现复兴的必须经过的途径。

1 论我国传感器技术发展中的若干问题

1.1 创新方向的问题及解决措施

我国当前传感器的发展存在创新方向不明确的问题。解决这个问题就需要认识到未来的主要技术的发展方向。通过对未来主要技术的分析，我们认为，现在要加速开发新型敏感材料：通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的互相渗透和综合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。随着计算机数据处理能力的不断增强，与科技的不断发展推动着传感器技术也不断的向高精度的方向发展，高精度的传感器不仅可以提升数据的正确性，还可以避免处理中的错误发生，节省处理资源，提升最终结果的准确性。传统意义上的那种简单的传感系统，只有简单的检测数据与发出数据的功能，但是如果给传感系统配备体系化的功能，使之不仅可以进行检测，还可以进行相应的处理并执行指令，这种智能化的传感系统将是未来重要的发展方向。与功能单一的传感系统相比，智能材料在概念上取得了重大突破，为各种建筑、桥梁、机械结构的发展指出了新方向，而这种传感、控制、执行混为一体的结构系统正是一个典型的智能化传感控制系统。很多领域中在应用传感器时，通常是在人迹罕至的地方，传感器可能要在那里工作很长时间，电力的传输就成为了非常棘手的问题，如果设计线路去支持传感系统的工作，传感系统又不需要那么大的功率，就会导致电力线路的浪费，造成巨大的成本浪费，因此，传感器的自发电设计也是未来的发展方向，太阳能技术与传感器技术的结合将是未来最为流行的解决方案，但是，我们也不能局限于单一的自发电技术，还要因地制宜，选用更多的方式来解决供电的问题。除了解决供电问题，我们还需要解决传感器的功耗问题，要尽量减少传感器的功耗，延长其工作时间。

1.2 传感器的发展策略不完善及解决方法

要想完善我国的传感器发展策略，就需要学习国外的发展经验。在国外，传感器技术的发展两种完全不同的模式。首先就是美国在发展中经常运用的方式，以军工产业带动整个科技的进步，之所以美国可以采用这种模式，一方面是由于其资金雄厚，市场体系完善，即使是首先应用在军工，企业也是其技术研发的一线，简单来说，就是军队投资，企业研发，在美国这种市场经济高度发达的国家，这种路线是非常完善的，也是我国当前的社会制度所无法实现。还有一种就是依靠市场的竞争去发展传感器技术，这种模式主要在欧洲，但是市场发展传感器技术需要依赖于传感器的需求，即应用传感器的企业的规模。国外不少媒体认为“传感器”不是一般的工业产品，而是一种完美的工艺作品。国外的传感器公司普遍不惜重金加强工艺研究，依靠工艺突破保持技术领先，由此可见，传感器制作工艺的重要性。我国还要重视传感器的质量管理与市场分析：新产品面世，从设计理论分析到模型试验、样机性能测试、失败原因分析等均提出相应技术分析报告。在设计阶段组织质量、软件试验，产品设计工程技术人员共同对影响产品设计可靠性、可测性和可检性的各种因素进行研讨，形成保证新产品质量的最佳技术方案和质量验收文件。

1.3 我国传感器发展的认识问题

目前我国各级领导和科研人员不是认识不到传感技术的重要，而都只是把传感器和传感技术当作相互割裂的元部件，一种低层次的技术或工艺在我国传感器的发展过程中，传感器本身与传感技术是独立的发展的，这就导致了资源的浪费与重视程度的降低，在投入研发资金时，分散的资金很难形成强大的推动力量，并且传感设备与传感技术分开的发展，容易导致二者的发展不协调，严重影响我国传感器发展的进度。如果把传感技术提升到一个独立学科的地位，即，淡化传感技术和传感器在物理、化学、生物、材料等各个领域中研究的特性，强化传感技术在本质上是信息获取科学和技术的共性，以数学的相关理论和经典方法为先导，融合物理、化学、生物学科的相关基础原理和规律，探索信息获取科学和技术的基础内涵和本质，建立具有普适性的信息获取科学和技术的理论基础，进而把应用于不同领域的传感器研究，当作是信息获取科学与技术在不同领域中的应用，才有可能从整体和本质上提升传感技术的研究水平。