傳感器的地位與作用

    壓力變送器的需求是傳感器技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。在基礎(chǔ)學(xué)科和尖端技術(shù)的研究對(duì)象中，有大到上千光年的茫茫宇宙，小到10-13cm的粒子世界;長到數(shù)十億年的天體演化，短到10-24:的瞬間反應(yīng);高達(dá)5X104-5X108℃的超高溫，或3X1護(hù)Pa的超高壓，低到0.01K的超低溫，或19-"Pa的超真空:強(qiáng)到25T以上的超強(qiáng)磁場，弱到10-11T的超弱磁場……要測量或控制如此極端巨微的信息，人的感官或‘般電子設(shè)備選已無能為力，必須借助于配備有相應(yīng)傳感器的高精度測控儀器或大型測控系統(tǒng)才能奏效。而傳感器的發(fā)展依賴于傳感器敏感材料的開發(fā);依賴于傳感器制作加工技術(shù)的提高;依賴于材料新的物理“效應(yīng)”、新的化學(xué)“反應(yīng)”和新的生物“機(jī)理”的挖掘;依賴于傳感器應(yīng)用的推廣普及。因而，壓力變送器技術(shù)已成為一些發(fā)達(dá)國家最重要的熱門技術(shù)之一。在20世紀(jì)，美國把80年代看成傳感器時(shí)代，把傳感器技術(shù)列為90年代22項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一:日本也將傳感器技術(shù)列為十大技術(shù)之首。
    從茫茫太空，到浩瀚海洋;從各種復(fù)雜工程系統(tǒng)，到日常生活的衣食住行，幾乎每一個(gè).領(lǐng)域，都離不開各種各樣的傳感器。
    在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，作為第三次產(chǎn)業(yè)革命的典型代表—智能機(jī)器人將大量使用視覺、觸覺、聽覺、嗅覺以及各種內(nèi)臟傳感器。一些機(jī)器人專家認(rèn)為“智能機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)傳感器系統(tǒng)的集成而不是機(jī)構(gòu)的集成。

    在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，傳感器應(yīng)用得早也應(yīng)用得多，僅阿波羅10號(hào)飛船就使用了大量傳感器對(duì)3295個(gè)測量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。可以說整個(gè)飛船就是高性能傳感器的集合體。
    一體化溫度變送器在兵器領(lǐng)域中，現(xiàn)代引信實(shí)質(zhì)就是完成引爆戰(zhàn)斗部的傳感器系統(tǒng)，可以使用機(jī)械式、壓電、電容、電磁、光纖、紅外、紫外、激光、超聲、微波等傳感器。國外新設(shè)計(jì)的引信，同時(shí)采用幾個(gè)傳感器以分別監(jiān)測環(huán)境和目標(biāo)信息，從而更好地解決了安全、可靠和通用性問題，并增加了功能。戰(zhàn)場偵察傳感器系統(tǒng)是20世紀(jì)60年代在美國、前蘇聯(lián)和歐洲等國家和地區(qū)發(fā)展起來并裝備部隊(duì)的偵察武器。這是由于現(xiàn)代戰(zhàn)爭的突發(fā)性，使偵察兵難以隱蔽和滲透，因此替代偵察兵的戰(zhàn)場偵察傳感器也應(yīng)運(yùn)而生了。初期研制了偵察用磁、聲、振動(dòng)傳感器，20世紀(jì)80年代采用紅外CCD器件等新成果，提高了戰(zhàn)場傳感器的性能。各國研制的重要新型精確打擊武器、目標(biāo)敏感彈都是以傳感器為技術(shù)核心的，制導(dǎo)炮彈、各種導(dǎo)彈也是如此。
    在工廠自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，傳感器必不可少。例如電容式液位計(jì)在化工產(chǎn)品自動(dòng)生產(chǎn)過程中，首先，進(jìn)料時(shí)要自動(dòng)對(duì)原料稱重，分析原料成分或濃度，使它們按比例混合;混合后，在反應(yīng)容器中自動(dòng)反應(yīng)，又必須測定容器中的壓力或體積;如果是液體，還需要自動(dòng)控制容器液位高度;
然后，半成品在生產(chǎn)線(管道)中傳輸時(shí)，又需要自動(dòng)控制傳輸速度或流量，這里必須使用液動(dòng)或氣動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生推動(dòng)力，因而要檢測壓力或壓強(qiáng)等……最后成品自動(dòng)分裝還要稱重等等。所有這些環(huán)節(jié)均需要使用各種傳感器對(duì)相應(yīng)的非電量進(jìn)行檢測和控制，使設(shè)備或系統(tǒng)自動(dòng)、正常地運(yùn)行在最佳狀態(tài)，保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。一座大型鋼鐵廠需要2萬多臺(tái)傳感器和檢測儀表。一座大型石油化工廠需要6千臺(tái)傳感器和檢測儀表。
    在交通領(lǐng)域中，為了研究飛機(jī)的強(qiáng)度，要在機(jī)身、機(jī)翼上貼上幾百片應(yīng)變片，在試飛時(shí)還要利用傳感器測量發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)(轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)等)以及機(jī)上有關(guān)部位的各種參數(shù)(應(yīng)力、溫度、流量、油箱液位等)。一輛現(xiàn)代化汽車裝備的傳感器就達(dá)30多種，用以檢測車速、方位、轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)、油壓、油量、溫度等。美國為實(shí)現(xiàn)“汽車電子化”，準(zhǔn)備在一輛汽車上安裝多達(dá)90多種傳感器。
    生物傳感器的發(fā)展將引起臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域的一場革命，使復(fù)雜的醫(yī)學(xué)生化檢測過程大大簡化，進(jìn)而走出實(shí)驗(yàn)室，步入普通病人的家庭，使普通病人也能熟練掌握和操作這些儀器，隨時(shí)了解自己的病情，為治療和康復(fù)提供了有利條件。
    家庭生活中使用的傳感器也越來越多。如電冰箱中的溫度傳感器、監(jiān)視煤氣滋出的一氧化碳?xì)饷魝鞲衅�，防止火�?zāi)的煙霧傳感器等等，洗衣機(jī)、電飯鍋、錄像機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)、空調(diào)機(jī)、血壓計(jì)、雙法蘭液位變送器等都需要許多傳感器。
總之，傳感器技術(shù)在以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的測控系統(tǒng)中，在加強(qiáng)國防建設(shè)與促進(jìn)科技發(fā)展中，一在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)過程檢測自動(dòng)化和發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)中，在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、提高效率、一確保安全及節(jié)省人力等方面都具有特殊重要的作用。一
    一個(gè)國家的現(xiàn)代化水平是用自動(dòng)化水平來衡量的，而自動(dòng)化水平是用采用傳感器的種類和數(shù)量來衡量的。可以說如果沒有先進(jìn)的傳感器技術(shù)，那么信息的準(zhǔn)確獲得與精密檢測就成了一句空話;計(jì)算機(jī)技術(shù)就成了無源之水;現(xiàn)代測量和自動(dòng)化技術(shù)亦會(huì)隨之變成水中之月、鏡中之花。
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