【常長亭】感測器在科技資訊領域起著何等重要！
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【感測器是什麼】
感測器是指能感受規定的被測量， 並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。 我國國家標準(GB7665-2005)對感測器的定義是:"能感受被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置"。
感測器作為資訊獲取的重要手段， 與通信技術和電腦技術共同構成資訊技術的三大支柱。
作用:利用物理效應、化學效應、生物效應， 把被測的物理量、化學量、生物量等轉換成符合需要的電量。
【感測器百科】
感測器是指能感受規定的被測量， 並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。
我國國家標準（GB7665-2005）對感測器的定義是：“能感受被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置”。
感測器作為資訊獲取的重要手段， 與通信技術和電腦技術共同構成資訊技術的三大支柱。
作用：利用物理效應、化學效應、生物效應， 把被測的物理量、化學量、生物量等轉換成符合需要的電量。
未來發展方向
1、MEMS工藝和新一代固態感測器微結構製造工藝：深反應離子刻蝕(DRIE)工藝或IGP工藝;封裝工藝：如常溫鍵合倒裝焊接、無應力微薄結構封裝、多晶片組裝工藝；
2、集成工藝和多變數複合感測器微結構集成製造工藝;工業控制用多變數複合感測器；
3、智慧化技術與智慧感測器信號有線或無線探測、變換處理、邏輯判斷、功能計算、雙向通訊、自診斷等智慧化技術;智慧多變數感測器，
4、網路化技術和網路化感測器， 使傳感器具有工業化標準介面和協定功能。
折疊編輯本段戰略目標
到2020年， 感測器及儀錶元件領域應爭取實現三大戰略目標：
以工業控制、汽車、通訊、環保為重點服務領域， 以感測器、彈性元件、光學元件、專用電路為重點物件， 發展具有自主智慧財產權的原創性技術和產品；
以MEMS工藝為基礎， 以集成化、智慧化和網路化技術為依託， 加強製造工藝和新型感測器和儀錶元器件的開發， 使主導產品達到和接近國外同類產品的先進水準；
以增加品種、提高品質和經濟效益為主要目標， 加速產業化， 使國產感測器和儀錶元器件的品種佔有率達到70%“80%，
折疊編輯本段應用領域
感測器技術是實現測試與自動控制的重要環節。 在測試系統中， 被作為一次儀錶定位， 其主要特徵是能準確傳遞和檢測出某一形態的資訊， 並將其轉換成另一形態的資訊。
具體地說感測器是指那些對被測物件的某一確定的資訊具有感受（或回應）與檢出功能， 並使之按照一定規律轉換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝置。 如果沒有感測器對被測的原始資訊進行準確可靠的捕獲和轉換， 一切準確的測試與控制都將無法實現， 即使最現代化的電子電腦， 沒有準確的資訊（或轉換可靠的資料）， 不失真的輸入， 也將無法充分發揮其應有的作用。
感測器種類及品種繁多， 原理也各式各樣。 其中電阻應變式感測器是被廣泛用於電子秤和各種新型機構的測力裝置， 其精度和範圍度是根據需要來選定的， 過高的精度要求對某種使用也無太大意義；過寬的範圍度也會使測量精度降低， 而且會造成成本過高及增加工藝上的困難；因此， 應根據測量物件的要求， 恰當地選擇精度和範圍度是至關重要的。 但無論何種條件、場合使用的感測器， 均要求其性能穩定， 資料可靠， 經久耐用。 為此， 在研究高精度感測器的同時， 必須重視可靠性和穩定性的研究。 包括床暗器的研究、設計、試製、生產、檢測與應用等諸項內容在內的感測器技術， 已逐漸形成了一門相對獨立的專門學科。
一般情況下，由於感測器設置的場所並非理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜合影響下，可引起感測器零點漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴重問題。雖然人們在製作感測器過程中，採取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高性能化、粘帖技術的精確和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關係，哪一方面都不能忽視，都需精心設計和製作。同時，還須注意感測器的安裝方法，支撐結構的設置，如何克服橫向力等問題。
作為一次儀錶的感測器通常由敏感元件與轉換元件組成。轉換元件通常是精密的電橋。因此，測力秤重用電阻應變式感測器主要由彈性體、應變片、粘帖膠及各種補償電阻構成。他的穩定性也必然是由這些元件的內、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探討，談些粗淺看法，與同行商榷。
首先是彈性元件。彈性元件一般是由優質合金鋼材及有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型，影響彈性體穩定性，主要是它經各種處理後的金相組織及殘餘應力。考慮到應力釋放時的相互平衡關係及彈性體結構形式的約束，要想讓殘餘應力釋放，就要進行時效處理，這在實際中若採用自然時效法，則釋放緩慢、週期長，常常是不可取的，需要人為縮短時間，一般要消除彈性體表面殘餘應力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘餘應力，在短時間內完成通常的長時間的自然時效，使組織性能更為穩定。
其次，是應變片和粘接膠。影響應變片穩定性的是箔材本身，製造應變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用最廣，它有較好的穩定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度係數，是理想的絲柵製造材料。此外，製造應變片過程中應消除不良影響而造成的不穩定性。如：絲柵與基底膠的粘接強度，應變片與彈性體間的粘帖強度，基底膠內應力的釋放等等，都是不穩定因素。另外，應變片的粘帖，也是非常關鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接品質，乃至測量精度，如果帖片不嚴格，技術不熟練，即使使用最好的應變片也無濟於事。
應用於空調製冷劑液位的精確控制
用過空調的人肯定都知道滿液式冷水機，滿液式冷水機組主要由螺杆式製冷壓縮機、殼管式冷凝器、滿液式蒸發器等組成。對於滿液式冷水機組，要實現液體冷媒完全將熱傳表面潤濕同時又不會產生回液，就要對蒸發器內製冷劑液位進行精確控制，對蒸發器液位控制的解決方案大致可以分為兩種：間接控制和直接控制。不管是哪種都需要用到感測器。
間接控制是指將除冷媒液位元以外的其它系統參數作為調節物件，以間接實現對蒸發器液位的控制。間接控制可以是對蒸發器出口過熱度進行控制，即通過溫度感測器和控制模組中的控制邏輯，將過熱度控制在大約1.5 至2.0℃，從而實現對液位的控制。此外，蒸發器液位元也可以通過系統排氣過熱度、壓縮機油位等回饋參數進行間接控制。
直接控制是直接以蒸發器內製冷劑液位作為被調參數，通過液位感測器採集到的液位元信號與給定值進行比較，對目標值進行調節，調節信號輸入到節流閥驅動裝置，調節目標為節流閥的開度值，從而實現對供液量的精確調節，進而達到精確控制蒸發器內冷媒液位元的目的。
隨著溫度感測器的發展，大多都是採用間接控制的方法進行測量，這樣是非常方便的。類似的感測器不僅在空調上有應用，在洗衣機等其它類似家電上也有應用的。
應用於數位醫療 捕捉電壓信號
微型感測器掀開數位藥片面紗，“數位藥片”就是在高科技盛行的時代下誕生的，這是一種內置可消化微晶片的藥物，僅長寬僅1毫米，高也不過0.45毫米，體積跟一粒沙子相仿，被植入到正常藥片中。其實質是一個微型感測器，由迷你矽片組成，內含極少量鎂和銅，當其被吞食的時候，可直接利用人體胃液發電被服用後會和消化液反應產生輕微電壓，將信號傳送到皮膚表面。這就需要一個感應裝置來捕捉和顯示數位藥片的信號，這以裝置被稱為接收片，它通常被貼在服用藥片的患者貼近胃部的位置，這個裝置接受輕微電壓產生的信號並將其轉化成為資料，傳輸到醫生手機上，這樣醫生就知道病人有無按規定服藥。而這個小裝置不僅可以接受資訊，還能夠記錄病人的心率、溫度等――這些資訊也能通過手機應用查看。
國內10大感測器上市公司
第1名：歌爾聲學
歌爾聲學股份有限公司成立於2001年6月，2008年5月在深圳證券交易所成功上市，是目前中國股票市場中市值最大的聲學企業。主營業務為電聲器件、電子配件和LED封裝及相關產品的研發、生產和銷售，主要為全球頂級廠商提供產品與服務，客戶涵蓋三星、LG、松下、索尼、穀歌、微軟、繽特力、思科等。
第2名：大華股份
浙江大華技術股份有限公司是領先的監控產品供應商和解決方案服務商，2008年5月成功在A股上市。
第3名：航太電子
航太時代電子技術股份有限公司(簡稱航太電子)是中國航太科技集團公司旗下從事航太電子測控、航太電子對抗、航太制導、航太電子元器件專業的高科技上市公司。主營民用航太與運載火箭及配套裝備、電腦技術及軟硬體、電子測量與自動控制、新材料、通信產品、記錄設備、儀器儀錶、衛星導航與衛星應用技術及產品。其子公司長征火箭技術股份有限公司生產磁致伸縮位移感測器。
第4名：華天科技
天水華天科技股份有限公司成立於2003年12月，2007年11月公司股票在深圳證券交易所成功發行上市。華天科技主要從事半導體積體電路、MEMS感測器、半導體元器件的封裝測試業務。
第5名：東風科技
東風電子科技股份有限公司(簡稱“東風科技”)，是以汽車零部件研發、製造、銷售為主業的上市公司。控股股東為東風汽車有限公司，占公司總股本的75%。公司創立於1997年6月，由原東風汽車公司儀錶公司改制組建東風汽車電子儀錶股份有限公司，同年7月3日在上海證券交易所掛牌上市。
第6名：航太機電
上海航太汽車機電股份有限公司(簡稱“航太機電”)成立於1998年5月28日，是上海航太工業總公司、上海舒樂電器總廠(現更名為上海航太有線電廠)、上海新光電訊廠和上海儀錶廠(現更名為上海儀錶廠有限責任公司)等四家企業依託航太高科技優勢共同發起，以募集設立方式設立的股份(上市)有限公司。是中國首家以“航太”命名的上市公司。公司主要從事車用空調、感測器、電機、控制器、多晶矽、太陽能電池、電池組件及光伏電站系統集成等。
第7名：通鼎互聯
通鼎集團有限公司創建於1999年，占地2100多畝，總資產118億元，是專業從事通信用光纖光纜、通信電纜、鐵路信號電纜、城市軌道交通電纜、RF電纜、特種光電纜、光器件和機電通信設備等產品的研發、生產、銷售和工程服務，並涉足房地產、金融等多元領域的國家級優秀民營企業集團。
第8名：華工科技
華工科技成立于1999年7月28日，2000年在深圳證券交易所上市，是華中地區第一家由高校產業重組上市的高科技公司，其下屬有華工鐳射、華工正源、華工高理、華工圖像、海恒化誠等企業。
第9名：科陸電子
深圳市科陸電子科技股份有限公司成立於1996年，於2007年3月在深交所掛牌上市。科陸電子主營電工儀器儀錶與電力自動化，生產溫度感測器壓力感測器、液位感測器、位移感測器、流量開關感測器、速度感測器、稱重感測器等。
第10名：士蘭微
杭州士蘭微電子股份有限公司(以下簡稱士蘭微)1997年成立，是專業從事積體電路晶片設計以及半導體微電子相關產品生產的高新技術企業，公司現在的主要產品是積體電路和半導體產品。
一般情況下，由於感測器設置的場所並非理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜合影響下，可引起感測器零點漂移和靈敏度的變化，已成為使用中的嚴重問題。雖然人們在製作感測器過程中，採取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高性能化、粘帖技術的精確和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工工藝的制定均有密切的關係，哪一方面都不能忽視，都需精心設計和製作。同時，還須注意感測器的安裝方法，支撐結構的設置，如何克服橫向力等問題。
作為一次儀錶的感測器通常由敏感元件與轉換元件組成。轉換元件通常是精密的電橋。因此，測力秤重用電阻應變式感測器主要由彈性體、應變片、粘帖膠及各種補償電阻構成。他的穩定性也必然是由這些元件的內、外因的綜合作用所決定。本文就此問題進行探討，談些粗淺看法，與同行商榷。
首先是彈性元件。彈性元件一般是由優質合金鋼材及有色金屬鋁、鈹青銅等加工成型，影響彈性體穩定性，主要是它經各種處理後的金相組織及殘餘應力。考慮到應力釋放時的相互平衡關係及彈性體結構形式的約束，要想讓殘餘應力釋放，就要進行時效處理，這在實際中若採用自然時效法，則釋放緩慢、週期長，常常是不可取的，需要人為縮短時間，一般要消除彈性體表面殘餘應力的方法是：做真空回火處理和疲勞式脈動處理及共振。這樣可大幅度地降低殘餘應力，在短時間內完成通常的長時間的自然時效，使組織性能更為穩定。
其次，是應變片和粘接膠。影響應變片穩定性的是箔材本身，製造應變片的電阻合金種類很多，其中以康銅合金使用最廣，它有較好的穩定性，高的疲勞壽命及小的電阻溫度係數，是理想的絲柵製造材料。此外，製造應變片過程中應消除不良影響而造成的不穩定性。如：絲柵與基底膠的粘接強度，應變片與彈性體間的粘帖強度，基底膠內應力的釋放等等，都是不穩定因素。另外，應變片的粘帖，也是非常關鍵的要素之一，這一工作的好壞，直接影響膠的粘接品質，乃至測量精度，如果帖片不嚴格，技術不熟練，即使使用最好的應變片也無濟於事。
應用於空調製冷劑液位的精確控制
用過空調的人肯定都知道滿液式冷水機，滿液式冷水機組主要由螺杆式製冷壓縮機、殼管式冷凝器、滿液式蒸發器等組成。對於滿液式冷水機組，要實現液體冷媒完全將熱傳表面潤濕同時又不會產生回液，就要對蒸發器內製冷劑液位進行精確控制，對蒸發器液位控制的解決方案大致可以分為兩種：間接控制和直接控制。不管是哪種都需要用到感測器。
間接控制是指將除冷媒液位元以外的其它系統參數作為調節物件，以間接實現對蒸發器液位的控制。間接控制可以是對蒸發器出口過熱度進行控制，即通過溫度感測器和控制模組中的控制邏輯，將過熱度控制在大約1.5 至2.0℃，從而實現對液位的控制。此外，蒸發器液位元也可以通過系統排氣過熱度、壓縮機油位等回饋參數進行間接控制。
直接控制是直接以蒸發器內製冷劑液位作為被調參數，通過液位感測器採集到的液位元信號與給定值進行比較，對目標值進行調節，調節信號輸入到節流閥驅動裝置，調節目標為節流閥的開度值，從而實現對供液量的精確調節，進而達到精確控制蒸發器內冷媒液位元的目的。
隨著溫度感測器的發展，大多都是採用間接控制的方法進行測量，這樣是非常方便的。類似的感測器不僅在空調上有應用，在洗衣機等其它類似家電上也有應用的。
應用於數位醫療 捕捉電壓信號
微型感測器掀開數位藥片面紗，“數位藥片”就是在高科技盛行的時代下誕生的，這是一種內置可消化微晶片的藥物，僅長寬僅1毫米，高也不過0.45毫米，體積跟一粒沙子相仿，被植入到正常藥片中。其實質是一個微型感測器，由迷你矽片組成，內含極少量鎂和銅，當其被吞食的時候，可直接利用人體胃液發電被服用後會和消化液反應產生輕微電壓，將信號傳送到皮膚表面。這就需要一個感應裝置來捕捉和顯示數位藥片的信號，這以裝置被稱為接收片，它通常被貼在服用藥片的患者貼近胃部的位置，這個裝置接受輕微電壓產生的信號並將其轉化成為資料，傳輸到醫生手機上，這樣醫生就知道病人有無按規定服藥。而這個小裝置不僅可以接受資訊，還能夠記錄病人的心率、溫度等――這些資訊也能通過手機應用查看。
國內10大感測器上市公司
第1名：歌爾聲學
歌爾聲學股份有限公司成立於2001年6月，2008年5月在深圳證券交易所成功上市，是目前中國股票市場中市值最大的聲學企業。主營業務為電聲器件、電子配件和LED封裝及相關產品的研發、生產和銷售，主要為全球頂級廠商提供產品與服務，客戶涵蓋三星、LG、松下、索尼、穀歌、微軟、繽特力、思科等。
第2名：大華股份
浙江大華技術股份有限公司是領先的監控產品供應商和解決方案服務商，2008年5月成功在A股上市。
第3名：航太電子
航太時代電子技術股份有限公司(簡稱航太電子)是中國航太科技集團公司旗下從事航太電子測控、航太電子對抗、航太制導、航太電子元器件專業的高科技上市公司。主營民用航太與運載火箭及配套裝備、電腦技術及軟硬體、電子測量與自動控制、新材料、通信產品、記錄設備、儀器儀錶、衛星導航與衛星應用技術及產品。其子公司長征火箭技術股份有限公司生產磁致伸縮位移感測器。
第4名：華天科技
天水華天科技股份有限公司成立於2003年12月，2007年11月公司股票在深圳證券交易所成功發行上市。華天科技主要從事半導體積體電路、MEMS感測器、半導體元器件的封裝測試業務。
第5名：東風科技
東風電子科技股份有限公司(簡稱“東風科技”)，是以汽車零部件研發、製造、銷售為主業的上市公司。控股股東為東風汽車有限公司，占公司總股本的75%。公司創立於1997年6月，由原東風汽車公司儀錶公司改制組建東風汽車電子儀錶股份有限公司，同年7月3日在上海證券交易所掛牌上市。
第6名：航太機電
上海航太汽車機電股份有限公司(簡稱“航太機電”)成立於1998年5月28日，是上海航太工業總公司、上海舒樂電器總廠(現更名為上海航太有線電廠)、上海新光電訊廠和上海儀錶廠(現更名為上海儀錶廠有限責任公司)等四家企業依託航太高科技優勢共同發起，以募集設立方式設立的股份(上市)有限公司。是中國首家以“航太”命名的上市公司。公司主要從事車用空調、感測器、電機、控制器、多晶矽、太陽能電池、電池組件及光伏電站系統集成等。
第7名：通鼎互聯
通鼎集團有限公司創建於1999年，占地2100多畝，總資產118億元，是專業從事通信用光纖光纜、通信電纜、鐵路信號電纜、城市軌道交通電纜、RF電纜、特種光電纜、光器件和機電通信設備等產品的研發、生產、銷售和工程服務，並涉足房地產、金融等多元領域的國家級優秀民營企業集團。
第8名：華工科技
華工科技成立于1999年7月28日，2000年在深圳證券交易所上市，是華中地區第一家由高校產業重組上市的高科技公司，其下屬有華工鐳射、華工正源、華工高理、華工圖像、海恒化誠等企業。
第9名：科陸電子
深圳市科陸電子科技股份有限公司成立於1996年，於2007年3月在深交所掛牌上市。科陸電子主營電工儀器儀錶與電力自動化，生產溫度感測器壓力感測器、液位感測器、位移感測器、流量開關感測器、速度感測器、稱重感測器等。
第10名：士蘭微
杭州士蘭微電子股份有限公司(以下簡稱士蘭微)1997年成立，是專業從事積體電路晶片設計以及半導體微電子相關產品生產的高新技術企業，公司現在的主要產品是積體電路和半導體產品。