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传感器技术的发展及国防应用简要

2006年07月17日 08:49:00 中国传动网

传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、 光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一,也是当代科学技术发展的一个重要标志。它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。 如果说计算机是人类大脑的扩展,那么传感器就是人类五官的延伸,当集成电路、计算机技术飞速发展时,人们才逐步认识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的发展。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起了一股“传感器热”。美国国防部将传感器技术视为今年20项关键技术之一,日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心枝术,德国视军用传感器为优先发展技术,英、法等国对传感器的开发投资逐年升级,原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。 正是由于世界各国普遍重视和投入开发,传感器发展十分迅速,在近十几年来其产量及市场需求年增长率均在10%以上。有人预测到2000年,世界传感器市场总额将达700亿美元,其 中美、欧洲、日本将分别达到150、100、80亿美元。    目前世界上从事传感器研制生产单位已增到5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家,日本有800余家。其中不少是世界上著名厂商,例如美国福克斯波罗公司,霍尼威尔么司、恩德福克公司兼并了丹麦BK公司、德国的西门子、荷兰的飞利浦、俄罗斯的科学院 半导体所、热工仪表所。 目前,传感器已广泛应用于航天、航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交 通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔 业生产、食品、烟酒制造、机器人、家电等诸多领域,可以说几乎渗透到每个领域。    美国空军技术学院利用信息融合方法,检验运动目标研究工作中,选用了前视红外传感器和距离传感器,将近100幅的视红外图像和数十幅距离图象进行信息融合比较分析,采用特征级融合分析方法和贝叶斯最小误差分类准则,使运动目标检测准确率大大提高。 世界各国对微型电子机械系统给予极高重视,美国宇航局很早就给予支持,美国国防部高级研究计划局等机构每年投资2000万美元,德国每年投资 7000万美元,日本通商产业省则拟订了一个十年 内投资2亿美元的计划,美国的硅谷已成为当今世界上MEMS研究中心。 据报导,微型惯性、微型流量控制传感器和微型生态芯片、微型挡板、微型阀门和微型泵等微 型制动器等将于对世纪初进入市场。 随着传感器技术、固态技术、微电子技术、计算技术等学科的飞速发展,一种高精度、低驱动、高可靠性、低功耗、占用空间小、重量轻和快速响应的崭新的微型电子机械系统的传感器即将在世界展现。 未来的战争是电子信息战,其重要特征之一就是窃取和反窃取情报。纳米传感器也可打扮成树叶、草杆、蚂蚁、苍蝇等,用空投等方法将其投入到所需预定地方,构成一个分布式传感器网络,用以收集情报。进行 拍照、窃听、引起计算机病毒、敌人昏睡。 也有人预测,可以组建一支纳米机器虫部队、怀揣形形色色的纳米级武器,在纳米级马达驱动下,去执行各种特殊任务。化学传感器在工农业生产、家庭安全、环境监测、能源、医疗卫生等领域具有十分重要的作用,需求将越来越迫切。    化学传感器今后发展重点是微型化、智能化、多功能化。深入研究有机、无机生 物类化学传感器的工作原理,提高敏感材料功能设计能力,灵活地应用微机械加工技术,敏感膜修饰技术,微电子技术、光纤技术、生物工程技术等多种枝术融合,使传 感器性能最优化。    应用仿生学、传感器学、计算科学联理作为仿生传感器取得了重大进展,生物传 感器是跨学科的科学,它着眼于保健、环境、衣业和食品工业的检测的需求。 例如,德国、日本和意大利等国的科学家利用电化学原理研究了能对酸、甜、苦、辣、咸等 五种滋味和酒的品味进行检测的味宽传感器。能对食品新鲜程度进行检测的电子舌。能探测空气中有毒的、爆炸性气体、毒品气味的电子鼻。该领域的研究,必将大大促 进入工智能学和机器人学的飞跃发展。

供稿:传动网

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