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- 未來，傳感器將圍繞兩大方向進(jìn)行突破
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近日，2018傳感器產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)敏感元器件與傳感器分會(huì)年會(huì)在沈陽舉行。論壇舉行專場(chǎng)報(bào)告會(huì)12場(chǎng)，全國(guó)敏感元件及傳感器領(lǐng)域的230余家企業(yè)代表參加活動(dòng)。
全球八大敏感技術(shù)中的傳感器約有2.2萬余種，創(chuàng)新性品種和類型仍在不斷出現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前已經(jīng)擁有科研成果、技術(shù)和產(chǎn)品的敏感元件與傳感器約有1.2萬多種，常規(guī)類型和品種約有7000種。
目前，傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入新的常態(tài)，傳感器已成為衡量一個(gè)國(guó)家軍事、科技水平的重要標(biāo)志。美國(guó)《福布斯》雜志認(rèn)為，當(dāng)前，甚至今后幾十年內(nèi)，在影響、改變世界經(jīng)濟(jì)格局和人們生活方式的10大科技領(lǐng)域中，傳感器名列首位。
在國(guó)內(nèi)近5000家儀器儀表企業(yè)中，有1600多家不同程度地生產(chǎn)制造敏感元件及傳感器。國(guó)內(nèi)各省市理工科大專院校、科研機(jī)構(gòu)都不同程度地研發(fā)傳感器、小批量生產(chǎn)敏感元件及傳感器。由于非專業(yè)型企業(yè)比例較高，因此，在企業(yè)中傳感器只為附屬產(chǎn)品，產(chǎn)值相對(duì)較低，而且受重視程度不夠。無論哪種類型企業(yè)，傳感器產(chǎn)值過億元的僅占企業(yè)總數(shù)的13%，全國(guó)不足200家，產(chǎn)品種類齊全的專業(yè)廠家不足3%。現(xiàn)階段，我國(guó)市場(chǎng)主要應(yīng)用的傳感器絕大部分仍要依賴于進(jìn)口，主流市場(chǎng)產(chǎn)品依賴國(guó)外配套的情況尤為突出。
中國(guó)傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)郭源生發(fā)表講話，他認(rèn)為，從整個(gè)行業(yè)看，存在如下問題：
第一，新原理（敏感機(jī)理）、新材料（敏感材料）、新工藝（設(shè)備裝置）、新結(jié)構(gòu)（生產(chǎn)工藝）、新應(yīng)用（計(jì)量測(cè)試方法）等研究成果會(huì)不斷出現(xiàn)，仍然還需要不斷創(chuàng)新和更新。
第二，多品種、小批量、小規(guī)模向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范和產(chǎn)業(yè)化方向轉(zhuǎn)化步伐太慢，難度較大，產(chǎn)業(yè)聚集度、飽和度不高。
第三，低成本、多結(jié)構(gòu)、高性能、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)�；笊a(chǎn)是行業(yè)持續(xù)追求方向和目標(biāo)，但總是不盡如人意，與國(guó)外差異較大。
第四，由于技術(shù)含量高、市場(chǎng)應(yīng)用廣闊，備受資本市場(chǎng)和“有識(shí)之士”長(zhǎng)期、持續(xù)關(guān)注，但他們總是不介入，使之成為資本市場(chǎng)投資的“雞肋”。
從企業(yè)角度看，存在的具體問題有四方面：
首先是缺人，現(xiàn)有企業(yè)缺乏創(chuàng)新型人才團(tuán)隊(duì)。人才結(jié)構(gòu)單一，行業(yè)內(nèi)業(yè)務(wù)員出身、科技人員自主創(chuàng)辦企業(yè)居多，不愿做大，同時(shí)也不會(huì)做大。缺乏行業(yè)技術(shù)領(lǐng)軍人才，以及高級(jí)工藝技術(shù)人員群體；缺乏國(guó)際化市場(chǎng)、技術(shù)、信息等復(fù)合型人才。
其次是缺乏自主研發(fā)的、具有核心技術(shù)與核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。行業(yè)內(nèi)大多是互相模仿，或是模仿國(guó)外同類產(chǎn)品，簡(jiǎn)單引進(jìn)后沒有消化、吸收再創(chuàng)新，缺乏新原理、新材料的產(chǎn)品技術(shù)與工藝創(chuàng)新，只能通過價(jià)格體現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
再次是缺資金，投資少、裝備差、企業(yè)整體缺少規(guī)劃，現(xiàn)有產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)能力較差。至今來看，仍缺少較大而持續(xù)的投資，導(dǎo)致工藝設(shè)備落后、制造裝備水平差、產(chǎn)業(yè)化能力不夠。最后是市場(chǎng)對(duì)接能力弱、溝通機(jī)制缺乏。生產(chǎn)企業(yè)與應(yīng)用單位的技術(shù)阻隔沒有打通，缺乏結(jié)合基礎(chǔ)通道和橋梁，缺少科技成果向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化的能力和機(jī)制。
郭源生認(rèn)為，未來，傳感器將圍繞工藝技術(shù)和應(yīng)用兩大方向進(jìn)行突破：一是敏感機(jī)理創(chuàng)新與突破，通過提高材料、工藝、微型化、產(chǎn)業(yè)化等基礎(chǔ)水平實(shí)現(xiàn)；二是智能化，功能集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化，通過搭建應(yīng)用橋梁、突破瓶頸、拓展市場(chǎng)空間等手段實(shí)現(xiàn)。智能化的三大基礎(chǔ)核心技術(shù)是：MEMS工藝技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)以及微能量獲取技術(shù)。
著名電子元器件專家譚克研先生做了題為《基于力學(xué)模型的應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)研究》的學(xué)術(shù)報(bào)告。譚克研在報(bào)告指出，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是在機(jī)器人、汽車工業(yè)、機(jī)械加工等領(lǐng)域，越來越多地要求測(cè)量動(dòng)態(tài)非電量或在運(yùn)動(dòng)過程中測(cè)量非電量，而傳感器處于被測(cè)對(duì)象與測(cè)試系統(tǒng)的接口位置，故對(duì)其性能的要求越來越高。應(yīng)變式傳感器由在彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變敏感元件構(gòu)成，廣泛應(yīng)用于力、力矩、壓力及加速度等參數(shù)測(cè)量。
為了解決多維力傳感器各輸出通道之間相互耦合的問題，改善傳感器綜合性能，提高測(cè)量精度，譚克研針對(duì)典型彈性元件理論分析的基礎(chǔ)上，譚克研提出了5種應(yīng)變式扭矩傳感器的實(shí)現(xiàn)形式，并對(duì)其應(yīng)變、變形及扭振固有頻率進(jìn)行了理論研究，分別建立了對(duì)應(yīng)的力學(xué)模型。依據(jù)所建立的力學(xué)模型，以扭轉(zhuǎn)變形最小為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行了彈性元件幾何尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析了不同形式的扭矩傳感器性能差異。
最后，譚克研設(shè)計(jì)了一種應(yīng)變式扭矩傳感器，并對(duì)其進(jìn)行了有限元仿真，仿真結(jié)果很好地驗(yàn)證了所建立的力學(xué)模型，所建立的力學(xué)模型可以較好地解決應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)計(jì)算問題。譚克研的精彩報(bào)告贏得了與會(huì)專家、企業(yè)代表的一致認(rèn)可和高度贊譽(yù)。
沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司中央研究院院長(zhǎng)鄒風(fēng)山作了題為《機(jī)器人傳感器技術(shù)的發(fā)展》的演講。
鄒風(fēng)山對(duì)傳感器技術(shù)的未來進(jìn)行了展望，他表示，傳感器技術(shù)將向5個(gè)方向發(fā)展：
智能化：傳感器將與人工智能技術(shù)相結(jié)合，形成智能傳感器；
可移動(dòng)化：充分利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，技術(shù)關(guān)鍵在于克服節(jié)點(diǎn)資源限制；
微型化：在微型化的同時(shí)，降低功耗、提高精度、集成化等；
集成化：形成多功能一體化傳感器，集成度高、體積小、容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償與校正；
多樣化：新材料技術(shù)的突破加快了多種新型傳感器的涌現(xiàn)，該研究方向主要與新材料的發(fā)展息息相關(guān)。
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