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傳感器技術的發展及國防應用簡要

時間:2006-07-17

來源:中國傳動網

導語:如果說計算機是人類大腦的擴展,那么傳感器就是人類五官的延伸

傳感器技術是測量技術、半導體技術、計算機技術、信息處理技術、微電子學、 光學、聲學、精密機械、仿生學、材料科學等眾多學科相互交叉的綜合性高新技術密集型前沿技術之一,也是當代科學技術發展的一個重要標志。它與通信技術、計算機技術構成信息產業的三大支柱之一。 如果說計算機是人類大腦的擴展,那么傳感器就是人類五官的延伸,當集成電路、計算機技術飛速發展時,人們才逐步認識信息攝取裝置——傳感器沒有跟上信息技術的發展。 從20世紀80年代起,逐步在世界范圍內掀起了一股“傳感器熱”。美國國防部將傳感器技術視為今年20項關鍵技術之一,日本把傳感器技術與計算機、通信、激光半導體、超導并列為6大核心枝術,德國視軍用傳感器為優先發展技術,英、法等國對傳感器的開發投資逐年升級,原蘇聯軍事航天計劃中的第五條列有傳感器技術。 正是由于世界各國普遍重視和投入開發,傳感器發展十分迅速,在近十幾年來其產量及市場需求年增長率均在10%以上。有人預測到2000年,世界傳感器市場總額將達700億美元,其 中美、歐洲、日本將分別達到150、100、80億美元。    目前世界上從事傳感器研制生產單位已增到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,例如美國福克斯波羅公司,霍尼威爾么司、恩德福克公司兼并了丹麥BK公司、德國的西門子、荷蘭的飛利浦、俄羅斯的科學院 半導體所、熱工儀表所。 目前,傳感器已廣泛應用于航天、航空、國防科研、信息產業、機械、電力、能源、交 通、冶金、石油、建筑、郵電、生物、醫學、環保、材料、災害預測預防、農林、漁 業生產、食品、煙酒制造、機器人、家電等諸多領域,可以說幾乎滲透到每個領域。    美國空軍技術學院利用信息融合方法,檢驗運動目標研究工作中,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十幅距離圖象進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則,使運動目標檢測準確率大大提高。 世界各國對微型電子機械系統給予極高重視,美國宇航局很早就給予支持,美國國防部高級研究計劃局等機構每年投資2000萬美元,德國每年投資 7000萬美元,日本通商產業省則擬訂了一個十年 內投資2億美元的計劃,美國的硅谷已成為當今世界上MEMS研究中心。 據報導,微型慣性、微型流量控制傳感器和微型生態芯片、微型擋板、微型閥門和微型泵等微 型制動器等將于對世紀初進入市場。 隨著傳感器技術、固態技術、微電子技術、計算技術等學科的飛速發展,一種高精度、低驅動、高可靠性、低功耗、占用空間小、重量輕和快速響應的嶄新的微型電子機械系統的傳感器即將在世界展現。 未來的戰爭是電子信息戰,其重要特征之一就是竊取和反竊取情報。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定地方,構成一個分布式傳感器網絡,用以收集情報。進行 拍照、竊聽、引起計算機病毒、敵人昏睡。 也有人預測,可以組建一支納米機器蟲部隊、懷揣形形色色的納米級武器,在納米級馬達驅動下,去執行各種特殊任務。化學傳感器在工農業生產、家庭安全、環境監測、能源、醫療衛生等領域具有十分重要的作用,需求將越來越迫切。    化學傳感器今后發展重點是微型化、智能化、多功能化。深入研究有機、無機生 物類化學傳感器的工作原理,提高敏感材料功能設計能力,靈活地應用微機械加工技術,敏感膜修飾技術,微電子技術、光纖技術、生物工程技術等多種枝術融合,使傳 感器性能最優化。    應用仿生學、傳感器學、計算科學聯理作為仿生傳感器取得了重大進展,生物傳 感器是跨學科的科學,它著眼于保健、環境、衣業和食品工業的檢測的需求。 例如,德國、日本和意大利等國的科學家利用電化學原理研究了能對酸、甜、苦、辣、咸等 五種滋味和酒的品味進行檢測的味寬傳感器。能對食品新鮮程度進行檢測的電子舌。能探測空氣中有毒的、爆炸性氣體、毒品氣味的電子鼻。該領域的研究,必將大大促 進入工智能學和機器人學的飛躍發展。
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