人類步入21世紀(jì)，全面進入信息時代，從一定意義上講，也就進入了傳感器時代。在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，傳感器處于連接被測對象和測試系統(tǒng)的接口位置，可直接或間接接觸被測對象，是信息輸入的“窗口”，是萬物互聯(lián)的眼睛，是數(shù)據(jù)信息獲取的唯一功能器件，直接影響和決定系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。特別是當(dāng)前備受國際關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)，乃至智慧城市中的各種技術(shù)實現(xiàn)，對于傳感器技術(shù)的依賴尤為突出。

標(biāo)準(zhǔn)紛爭的傳感器

目前，全球產(chǎn)品化的傳感器種類約有2.6萬余種。由于缺乏制定國際標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則與規(guī)范，尚未制定出權(quán)威的傳感器標(biāo)準(zhǔn)類型。其敏感機理、敏感材料、使用功能、應(yīng)用領(lǐng)域等互相交錯及深度融合，難以厘清，各國及各行業(yè)圍繞標(biāo)準(zhǔn)劃分的爭論從未停止，各抒己見、爭論不休，從而導(dǎo)致產(chǎn)品名稱混亂、種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)各異等復(fù)雜狀況。目前，行業(yè)只能劃分為簡單的物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等大的類別。

由于敏感機理、敏感材料不同，加之工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境、使用場景，以及被檢測介質(zhì)與個性化參數(shù)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，長期以來，傳感器一直處于多品種、小批量生產(chǎn)狀態(tài)。受工藝技術(shù)的分散性、復(fù)雜性影響和設(shè)備裝置價格昂貴等因素制約，業(yè)界稱其生產(chǎn)過程為制造“工業(yè)工藝品”。各國工程技術(shù)人員圍繞著工藝技術(shù)協(xié)同、融合，在產(chǎn)品規(guī)范化、性能歸一化、功能集成化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，以及工藝設(shè)備和工裝夾具的產(chǎn)業(yè)化方面開展了長期的技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新，形成了一大批不同特色的技術(shù)成果。

美國明確地提出傳感器智能化的三大核心技術(shù)與創(chuàng)新趨勢：

1.MEMS工藝技術(shù)。在微型化、低功耗、低成本、多材料復(fù)合、多參數(shù)融合，在大片集成工藝技術(shù)與裝備、微米與亞微米級高精度控制技術(shù)、柔性生產(chǎn)工藝技術(shù)等方面不斷迭代升級與創(chuàng)新。

2.無線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。適應(yīng)各種物聯(lián)網(wǎng)（傳感網(wǎng)）技術(shù)推廣應(yīng)用，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)、移動智能終端、5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器產(chǎn)品與技術(shù)創(chuàng)新。把移動（手機、車、船、飛機等）或固定物體（機床、樓宇、商場、家庭、山林等）作為安裝和應(yīng)用傳感器的平臺和智能化節(jié)點，實現(xiàn)嵌入式、多功能復(fù)合與集成、模塊化構(gòu)架、網(wǎng)絡(luò)化接口等協(xié)同式創(chuàng)新，以滿足對一切物體智能化、“無人化”管理與控制的需求。

圖1：傳感器智能化的三大核心技術(shù)

3.微能量獲取技術(shù)。傳感器智能化節(jié)點在室內(nèi)外使用過程中，特別是野外使用環(huán)境下，供電問題始終是在各個領(lǐng)域推廣應(yīng)用的一大障礙。圍繞著自然界風(fēng)能、光能、電磁能等微能量收集與獲取，稱為“微能量捕捉技術(shù)”，為傳感器提供能量將成為今后技術(shù)創(chuàng)新又一方向。

從美國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，呈現(xiàn)幾個特點：一是在共性基礎(chǔ)技術(shù)上下功夫，注重新技術(shù)、新工藝應(yīng)用，不斷提升品質(zhì)。二是強調(diào)傳感器網(wǎng)絡(luò)化、智能化節(jié)點技術(shù)、能量捕捉技術(shù)及協(xié)同創(chuàng)新。三是核心技術(shù)都有政府管控、扶持、資助與推動的影子。四是重點推廣應(yīng)用領(lǐng)域的引領(lǐng)與帶動作明顯，如軍事工業(yè)、裝備制造、物流、生態(tài)環(huán)境監(jiān)控（森林防控）、移動醫(yī)療、智能家居等。