传感器的地位和作用

0.4　传感器的地位和作用

从科学技术发展的角度看，人类社会已经或正在经历着手工化→机械化→自动化→信息化→……的发展历程。当今的社会信息化靠的是现代信息技术——传感器技术、通信技术和计算机技术三大支柱的支撑，由此可见:传感器技术在国家工业化和社会信息化的进程中有着突出的地位和作用。

众所周知，科技进步是社会发展的强大推动力。科技进步的重要作用在于不断用机（仪）器来代替和扩展人的体力劳动和脑力劳动，以大大提高社会生产力。为此目的，人们在不懈地探索着机器与人之间的功能模拟——人工智能，并不断地创制出拟人的装置——自动化机械，乃至智能机器人。

由图0-3所示的人与机器的功能对应关系可见，作为模拟人体感官的“电五官”（传感器），是系统对外界猎取信息的“窗口”。如果对象亦视为系统，从广义上讲传感器是系统之间实现信息交流的“接口”，它为系统提供着赖以进行处理和决策所必需的对象信息，它是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的关键组成部分。略举数例:

图0-3　人与机器的功能对应关系

仪器仪表是科学研究和工业技术的“耳目”。在基础学科和尖端技术的研究中，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化，短到10^-24s的瞬间反应；高达5×10⁴～5×10⁸℃的超高温，或3×10⁸Pa的超高压，低到10^-6K的超低温［7］，或10^-13Pa的超真空；强到25T以上的超强磁场，弱到10^-13T的超弱磁场……，要测量如此极端巨微的信息，单靠人的感官或一般电子设备远已无能为力，必须借助于配备有相应传感器的高精度测试仪器或大型测试系统才能奏效。因此，某些传感器的发展，是一些边缘科学研究和高、新技术开发的先驱。

在工业与国防领域，传感器更有它用武之地。在以高技术对抗和信息战为主要特征的现代战争中，在高度自动化的工厂、设备、装置或系统中，可以说是传感器的大集合地。例如:工厂自动化中的柔性制造系统（FMS），或计算机集成制造系统（CIMS），几十万千瓦的大型发电机组，连续生产的轧钢生产线，无人驾驶的自动化汽车，大型基础设施工程（如大桥、隧道、水库、大坝等），多功能武备攻击指挥系统，直到航天飞机、宇宙飞船或星际、海洋探测器等等，均需要配置大量的、数以千计的传感器，用以检测各种各样的工况参数或对象信息，以达到识别目标和运行监控的目的。

当传感器技术在工业自动化、军事国防和以宇宙开发、海洋开发为代表的尖端科学与工程等重要领域广泛应用的同时，它正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的方面渗透；生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器、网络家居等方面的传感器已层出不穷，并在日新月异地发展。据新近国外有一家技术市场调查公司预测:未来五年，用嵌入大量微传感器的电脑芯片做成的服装、饰物将风行世界市场。

可见，从茫茫太空，到浩瀚海洋；从各种复杂的工程系统，到日常生活的衣食住行，几乎每一项现代化内容，都离不开各种各样的传感器。有专家感言:“没有传感器……，支撑现代文明的科学技术就不可能发展。”日本业界更声称:“支配了传感器技术就能够支配新时代！”为此，日本把传感器技术列为国家重点发展的十大技术之首。美国早在20世纪80年代就宣称:世界已进入传感器时代！在涉及国家经济繁荣和国家安全至关重要的22项重大技术中，传感器技术就有6项；而涉及保护美国武器系统质量优势至关重要的关键技术中，有8项为无源传感器。可以毫不夸张地说，21世纪的社会，必将是传感器的世界！