1.2 传感器的作用与地位
今天,信息技术对社会发展、科学进步起到了决定性的作用。现代信息技术的基础包括信息采集、信息传输与信息处理。信息采集离不开传感器技术。传感器位于信息采集系统之首、检测与控制之前,是感知、获取与检测的最前端。科学研究与自动化生产过程中所要获取的各类信息,都须通过传感器获取并转换成为电信号。没有传感器技术的发展,整个信息技术的发展就成为一句空话。若将计算机比喻为大脑,那么传感器则可比喻为感觉器官。可以设想,没有功能正常而完善的感觉器官来迅速、准确地采集与转换外界信息,纵使有再好的大脑也无法发挥其应有的效能。科学技术越发达,自动化程度越高,工业生产和科学研究对传感器的依赖性越大。20世纪80年代以来,世界各国相继将传感器技术列为重点发展的技术领域。
传感器广泛应用于各个学科领域。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5×104~1×108度的超高温,低到10-6K以下的超低温;从25T超强磁场,到10-11 T的超弱磁场……要完成如此极巨和极微信息的测量,单靠人的感官和一般电子设备早已无能为力,必须凭借配备有专门传感器的高精度测试仪器或大型测试系统的帮助。传感器技术的发展,正在把人类感知、认识物质世界的能力推向一个新的高度。
在工业领域与国防领域,高度自动化的装置、系统、工厂和设备是传感器的大集合地。从工业自动化中的柔性制造系统(FMS)、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、无人驾驶汽车、多功能武器指挥系统,直至宇宙飞船或星际、海洋探测器等,无不装置数以千计的传感器,昼夜发送各种各样的工况参数,以达到监控运行的目的,成为运行精度、生产速度、产品质量和设备安全的重要保障。
在生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器等与人们生活密切相关的方面,传感器的应用也已层出不穷。可以肯定地说,未来的社会将是充满传感器的世界。