傳感器與儀器儀表技術(shù)發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

作者 | 王春熙、劉曉靜

機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所

摘要：本文梳理了傳感器與儀器儀表行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，總結(jié)了智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新形勢(shì)下傳感器與儀器儀表行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化要求和進(jìn)展，并提出了未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向和行業(yè)進(jìn)步。行動(dòng)建議。

關(guān)鍵詞：傳感器；儀器儀表；智能傳感器；智能制造；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；人工智能

1 傳感器與儀器儀表行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 相關(guān)定義和行業(yè)分類(lèi)

傳感器是指能夠感知被測(cè)量并按照一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的裝置或裝置，通常由傳感元件和換能元件組成。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈兄蝽憫?yīng)測(cè)量的部分。轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性杏X(jué)到或響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適合傳輸或測(cè)量的電信號(hào)的部分。當(dāng)輸出為指定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，傳感器也稱(chēng)為變送器。

Instrumentation（儀器或儀表）是指用于檢測(cè)、測(cè)量、觀察、計(jì)算各種物理量、材料成分、物理參數(shù)等的儀器或設(shè)備。溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、分析儀器、實(shí)驗(yàn)室儀器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）、執(zhí)行系統(tǒng)、工業(yè)通信系統(tǒng)等都是儀表。在過(guò)程域中，儀表系統(tǒng)通常由傳感器（例如，壓力、流量、溫度變送器）、邏輯求解器或控制系統(tǒng)（例如，PLC、DCS、FCS）和最終元件（例如，控制閥）組成。

按國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類(lèi)，儀器儀表大類(lèi)包括9個(gè)中類(lèi)和20個(gè)小類(lèi)，如下：一般儀器儀表（工業(yè)自控系統(tǒng)裝置、電氣儀器儀表、繪圖/計(jì)算測(cè)量?jī)x器、實(shí)驗(yàn)分析儀器、試驗(yàn)機(jī)械、供應(yīng)儀器、其他通用儀器）、專(zhuān)用儀器（環(huán)境監(jiān)測(cè)專(zhuān)用儀器、生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備和計(jì)數(shù)儀器、航海/測(cè)繪/氣象和海洋儀器、農(nóng)林牧業(yè)儀器和漁業(yè)、地質(zhì)勘探和地震儀器、教學(xué)儀器、核與核輻射測(cè)量?jī)x器、電子測(cè)量?jī)x器、其他特殊儀器）、鐘表和計(jì)時(shí)儀器、光學(xué)儀器、衡器等儀器。

1.2重要作用

隨著第四次工業(yè)革命的到來(lái)，世界進(jìn)入了數(shù)字化、智能化時(shí)代。在智能化過(guò)程中，首先要解決的是獲取準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)和信息，而傳感器和儀器儀表是自然和生產(chǎn)領(lǐng)域獲取數(shù)據(jù)和信息的主要方式和手段。許多科學(xué)研究的第一個(gè)障礙在于獲取物體信息的難度，而一些新機(jī)制和高靈敏度檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域的突破。一些傳感器的發(fā)展往往是一些邊緣學(xué)科發(fā)展的先行者。因此，傳感器與儀表技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)。著名科學(xué)家王大恒院士，指出“機(jī)器是改造世界的工具，儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具”。儀器儀表是工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，是科學(xué)研究的“開(kāi)拓者”，是軍隊(duì)中的“戰(zhàn)斗力”，是現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)的“物化法官”。毋庸置疑，儀器儀表在推動(dòng)當(dāng)今時(shí)代科技發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用。

傳感器和儀器技術(shù)是材料科學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、微電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、精密機(jī)械、仿生學(xué)、測(cè)量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)，甚至系統(tǒng)。它是一門(mén)綜合性的高科技密集型前沿技術(shù)，與科學(xué)、人工智能、自動(dòng)化技術(shù)等多個(gè)學(xué)科交叉。其研究、制造和應(yīng)用技術(shù)水平是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力、科技水平和創(chuàng)新能力的重要指標(biāo)。

我國(guó)工業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效的關(guān)鍵階段。新一代信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)融合實(shí)現(xiàn)了新的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了工廠與企業(yè)之間業(yè)務(wù)流程的垂直網(wǎng)絡(luò)整合、上下游企業(yè)的橫向整合、產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值鏈整合。其中，智能傳感器和儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的源泉和組成部分，在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展、推進(jìn)現(xiàn)代國(guó)防建設(shè)、保障和提高人民生活水平等方面發(fā)揮著重要作用。

1.3國(guó)家政策支持

鑒于傳感器與儀器儀表行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，國(guó)家近年來(lái)出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，大力支持行業(yè)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2013年國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》 ——大功率、高精度、高可靠、智能傳感器。重點(diǎn)突破物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎(chǔ)共性技術(shù)，加快推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能終端、大數(shù)據(jù)處理、智能分析、服務(wù)集成?！?同年，工業(yè)和信息化部、科技部、財(cái)政部、與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合印發(fā)《加快傳感器與智能儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，先后在工業(yè)領(lǐng)域和文物保護(hù)裝備領(lǐng)域開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)。獲得良好的驅(qū)動(dòng)效果。此外，國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等14個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了10項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)傳感器發(fā)展提出了明確的目標(biāo)和要求。先后在工業(yè)領(lǐng)域和文物保護(hù)裝備領(lǐng)域開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)。獲得良好的驅(qū)動(dòng)效果。此外，國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等14個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了10項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)傳感器發(fā)展提出了明確的目標(biāo)和要求。先后在工業(yè)領(lǐng)域和文物保護(hù)裝備領(lǐng)域開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)。獲得良好的驅(qū)動(dòng)效果。此外，國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等14個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了10項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)傳感器發(fā)展提出了明確的目標(biāo)和要求。

2015年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》，提出“突破新型傳感器、智能測(cè)量?jī)x表、工控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速器等智能核心器件”。

其中，提出引導(dǎo)制造企業(yè)實(shí)施產(chǎn)品生命周期管理（PLM），重點(diǎn)支持企業(yè)通過(guò)設(shè)備跟蹤系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等在線支持服務(wù)。服務(wù)平臺(tái)。這些服務(wù)都需要在制造和產(chǎn)品運(yùn)維全過(guò)程部署大量智能傳感器，實(shí)時(shí)提供數(shù)字化服務(wù)。

2017年，工信部發(fā)布《智能傳感器行業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019年）》，指出智能傳感器及儀器儀表市場(chǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)，成為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的核心和基礎(chǔ)。一是成為發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地。產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)要求，到2019年，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)重大突破，產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為完善，涌現(xiàn)出一批具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的國(guó)際先進(jìn)企業(yè)，技術(shù)水平穩(wěn)步提升，

除上述政策文件外，早在1998年，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)就設(shè)立了科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)。2011年，立項(xiàng)“國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目”和“國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備研制項(xiàng)目”，分別由國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部管理，一個(gè)負(fù)責(zé)原儀器研究，另一項(xiàng)負(fù)責(zé)工程和產(chǎn)業(yè)變革。在這些科研計(jì)劃的支持下，我國(guó)儀器技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)取得了初步成果。以科技部“重大科學(xué)儀器裝備發(fā)展重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)”為例，“十二五”期間共安排科學(xué)儀器項(xiàng)目208項(xiàng)。目前已全面進(jìn)入驗(yàn)收階段，部分成果已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并得到推廣應(yīng)用?！笆濉逼陂g，共安排科學(xué)儀器項(xiàng)目142項(xiàng)，目前處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程樣機(jī)研制階段。已全面進(jìn)入驗(yàn)收階段，部分成果已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并得到推廣應(yīng)用?！笆濉逼陂g，共安排科學(xué)儀器項(xiàng)目142項(xiàng)自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，目前處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程樣機(jī)研制階段。已全面進(jìn)入驗(yàn)收階段，部分成果已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并得到推廣應(yīng)用?！笆濉逼陂g，共安排科學(xué)儀器項(xiàng)目142項(xiàng)，目前處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程樣機(jī)研制階段。

1.4 行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

傳感器將是未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的核心基礎(chǔ)。當(dāng)前，全球信息技術(shù)發(fā)展處于跨界融合、加速創(chuàng)新、深度調(diào)整的歷史時(shí)期，呈現(xiàn)出萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能的新特點(diǎn)。智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)新生態(tài)的興起，帶動(dòng)全球生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式發(fā)生重大變化，市場(chǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。第三方數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模為2400億元，同比增長(zhǎng)11.6%。2019年將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)并有所改善。

發(fā)達(dá)國(guó)家已將傳感器和儀器儀表技術(shù)列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。早在1980年代，美國(guó)就宣稱(chēng)世界已經(jīng)進(jìn)入傳感器時(shí)代，日本商界人士則宣稱(chēng)“新時(shí)代可以由對(duì)傳感器技術(shù)的掌控來(lái)主導(dǎo)”。世界發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視傳感器技術(shù)的發(fā)展。美國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和獨(dú)聯(lián)體已將傳感器技術(shù)列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。正是由于世界各國(guó)對(duì)發(fā)展的普遍關(guān)注和投入，世界的傳感器技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展非常迅速。

傳感器和儀表產(chǎn)品的種類(lèi)和規(guī)格很多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有12個(gè)大類(lèi)、42個(gè)亞類(lèi)、6000多個(gè)品種、2萬(wàn)多個(gè)規(guī)格。這也帶動(dòng)了我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大趨勢(shì)：一是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、高適應(yīng)性、高可靠性，向嵌入式、小型化、模塊化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。二是企業(yè)形式是集團(tuán)壟斷與精細(xì)化分工的有機(jī)結(jié)合。一方面，大公司通過(guò)兼并重組逐漸形成壟斷地位，另一方面，小公司向“?。ㄖ校┚?、精專(zhuān)、

目前，我國(guó)傳感器與儀器儀表行業(yè)已形成門(mén)類(lèi)比較齊全、布局比較合理、有一定技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系。是發(fā)展中國(guó)家規(guī)模最大、產(chǎn)品品種最齊全、綜合實(shí)力最強(qiáng)的傳感器和儀器儀表。儀器生產(chǎn)國(guó)在國(guó)際儀器儀表市場(chǎng)上具有一定的地位。近年來(lái)，在國(guó)家政策的支持下，我國(guó)多家企業(yè)已具備一定的規(guī)模和技術(shù)實(shí)力。自主研發(fā)能力得到提升，在設(shè)計(jì)、制造、包裝等環(huán)節(jié)產(chǎn)生了一批創(chuàng)新成果。

我國(guó)傳感器及儀器儀表行業(yè)雖然發(fā)展迅速，但與國(guó)外差距仍然較大，主要體現(xiàn)在：

（1）科技創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢；

（2）關(guān)鍵核心技術(shù)缺失，低層重復(fù)異常突出；

(3）行業(yè)發(fā)展不平衡不足，低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，中高端產(chǎn)品整體發(fā)展不平衡，高端產(chǎn)品被國(guó)外壟斷國(guó)家很長(zhǎng)一段時(shí)間；

（4）產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性長(zhǎng)期沒(méi)有得到根本解決；

（5）大量進(jìn)口對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等產(chǎn)生很大不利影響。

2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求與進(jìn)展

2.1 新時(shí)代的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求

標(biāo)準(zhǔn)化工作始終發(fā)揮著技術(shù)與開(kāi)發(fā)、科研與生產(chǎn)、市場(chǎng)與需求、供需、政府與企業(yè)之間的“橋梁”和“紐帶”作用，是傳感器與儀器儀表技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)者。發(fā)展。重要的基礎(chǔ)。隨著智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，工信部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布了《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》（《識(shí)別與傳感》） “BA智能裝備”，如圖1）和“

圖1 智能制造標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)圖

圖 2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)

圖3 AI標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)圖

2.2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀分析

目前，我國(guó)傳感器與儀器儀表行業(yè)與傳感器相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有540多項(xiàng)。主要包括：

（1）敏感元件：熱（溫）敏、光敏、壓敏、濕敏、氣敏、磁敏、力敏、離子敏感、生物敏感、輻射敏感、光纖傳感器等。 80個(gè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)；

（2）產(chǎn)品級(jí)別：溫度、流量、壓力、料位、機(jī)械量、分析、顯示、記錄、調(diào)整、執(zhí)行、傳輸、電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)等20多類(lèi)通用技術(shù)更多超過(guò)360個(gè)產(chǎn)品條件標(biāo)準(zhǔn)；

（3）系統(tǒng)級(jí)：系統(tǒng)評(píng)估、功能安全、通信安全、物理安全、環(huán)境測(cè)試五類(lèi)40多種方法標(biāo)準(zhǔn)；

（4）集成級(jí)別：物理層規(guī)范、接口、功能塊、設(shè)備配置文件等十多個(gè)大類(lèi)30多個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

上述標(biāo)準(zhǔn)涉及的標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主要有：SAC/TC78（半導(dǎo)體器件）、SAC/TC103（光學(xué)和光學(xué)儀器）、SAC/TC104（電工儀器儀表）、SAC/TC124（工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制與自動(dòng)化）、SAC /TC159（工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和集成）、SAC/TC284（光輻射安全和激光設(shè)備）、SAC/TC338（測(cè)量控制和實(shí)驗(yàn)室電氣設(shè)備安全）、SAC/TC419（儀器功能材料）、SAC/TC526（實(shí)驗(yàn)更多機(jī)械工業(yè)儀表零部件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等十幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)和行業(yè)焦點(diǎn)。

面對(duì)智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新時(shí)代傳感器和儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化的迫切需求，近年來(lái)，機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所和國(guó)家工業(yè)過(guò)程計(jì)量控制與自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC124）組織行業(yè)專(zhuān)家初步構(gòu)建智能傳感器標(biāo)準(zhǔn)體系（如圖4）。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)層次進(jìn)行，近制定了20項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示），很好地推動(dòng)了傳感器和儀器儀表領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。

圖4 智能傳感器標(biāo)準(zhǔn)體系

表1 物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3 未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向及建議

3.1 未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向

目前國(guó)外傳感器產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是應(yīng)用微機(jī)械與微電子相結(jié)合的MEMS技術(shù)、新材料、高精度補(bǔ)償技術(shù)和高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，使傳感器產(chǎn)品逐步集成化、智能化。 、小型化、可靠。移動(dòng)化、多元化發(fā)展。

（1）集成：一種是多個(gè)同類(lèi)型傳感器的集成，即多個(gè)相同功能的傳感元件以集成工藝排列在同一平面上，形成線性傳感器。另一種是多-功能集成例如在同一硅片上制作多個(gè)不同的敏感元件，制成集成度高、體積小、易于補(bǔ)償校正的集成多功能傳感器，是當(dāng)前傳感器集成發(fā)展的主要方向。

（2）智能：智能傳感器的概念是從國(guó)外引進(jìn)的，通常定義為：帶有微處理器的傳感器，具有信息處理和通訊功能。處理功能包括：自校準(zhǔn)、自采集、自補(bǔ)償、自檢、自處理、自存儲(chǔ)、自決策、自優(yōu)化等功能；通信功能包括雙向通信、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或符號(hào)輸出功能，即輸出不再單一模擬信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)微處理，經(jīng)過(guò)器件處理后的數(shù)字信號(hào)。

（3）小型化：隨著各種應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，傳感器本身的體積越小越好。傳感器的小型化意味著敏感元件的特征尺寸為mm→μm→nm型傳感器. 此類(lèi)傳感器 該傳感器具有尺寸和性能小型化、元件集成化和用途多樣化、功能系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等優(yōu)點(diǎn)，其制備過(guò)程涉及等。該傳感器結(jié)合了MEMS技術(shù)、IC技術(shù)、激光技術(shù)、精密超細(xì)加工技術(shù)引入傳感器生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，為傳感器小型化發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。

（4）手機(jī)：進(jìn)入21世紀(jì)后，由于MEMS技術(shù)、低功耗模擬和數(shù)字電路技術(shù)、低功耗無(wú)線射頻（RF）和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，節(jié)點(diǎn)資源已經(jīng)克服了。它滿足了傳感器網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性的要求，使開(kāi)發(fā)體積小、成本低、功耗低的無(wú)線微型傳感器成為可能。無(wú)線通信和組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使大量傳感器形成通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能傳感器，提高傳感器的分布式、大面積信息檢測(cè)能力，使傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)成為可能。

（5）多元化：新材料技術(shù)的突破加速了多種新型傳感器的出現(xiàn)。新型敏感材料是傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)，材料技術(shù)研發(fā)是提高性能、降低除了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料、光纖等，有機(jī)敏感材料、陶瓷材料、超導(dǎo)、納米和生物材料成為研究熱點(diǎn)，生物傳感器、光纖傳感器、氣體傳感器、和數(shù)字傳感器正在加速。

3.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展措施建議

根據(jù)《智能傳感器行業(yè)三年行動(dòng)綱要（2017-2019年）》的總體目標(biāo)和要求，針對(duì)行業(yè)現(xiàn)有自主核心技術(shù)薄弱、高端產(chǎn)品缺乏、產(chǎn)品可靠性差、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢，提出傳感器與儀器儀表行業(yè)下一步重點(diǎn)發(fā)展措施如下：

（1）完善傳感器與儀器儀表公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，促進(jìn)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)融合。進(jìn)一步提升技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、檢測(cè)和公共服務(wù)能力，學(xué)習(xí)借鑒文物、醫(yī)療器械等特殊組織模式，主要合作伙伴牽手，產(chǎn)需對(duì)接，助力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（2）建設(shè)傳感器與儀器儀表創(chuàng)新中心，助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。建設(shè)創(chuàng)新中心攻克可靠性、穩(wěn)定性、高精度、封測(cè)技術(shù)、批量校準(zhǔn)等共性技術(shù)難題，并形成一批具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)成果，研發(fā)適用于消費(fèi)電子、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、生物醫(yī)藥等行業(yè)的大型、廣泛的智能傳感器，以及面向航空航天、深海探測(cè)等特殊應(yīng)用的智能傳感器產(chǎn)品，一批復(fù)合型創(chuàng)新人才，設(shè)計(jì)制造技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平。2018年7月，國(guó)家智能傳感器創(chuàng)新中心在上海啟動(dòng)，專(zhuān)注于傳感器設(shè)計(jì)集成技術(shù)、先進(jìn)制造和封測(cè)工藝等技術(shù)創(chuàng)新。

（3）培育傳感器、儀器儀表龍頭企業(yè)，提高解決方案供應(yīng)能力和水平。龍頭企業(yè)具有較強(qiáng)的生產(chǎn)、市場(chǎng)和技術(shù)能力，在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮核心企業(yè)或系統(tǒng)集成商的作用。產(chǎn)業(yè)生態(tài)成長(zhǎng)的關(guān)鍵力量，以龍頭企業(yè)為牽頭自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，針對(duì)消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工控、醫(yī)療、文物保護(hù)、能源等重點(diǎn)行業(yè)開(kāi)展智能傳感器及儀器儀表應(yīng)用示范保護(hù)和環(huán)境保護(hù)。

4 總結(jié)

下一步，傳感器與儀器儀表行業(yè)將根據(jù)一體化發(fā)展需要，統(tǒng)籌傳感器與智能儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展，整合現(xiàn)有資源，突出重點(diǎn)，以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)潮流。二、以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)存在的主要問(wèn)題。在政策和資金支持下，充分發(fā)揮企業(yè)主體地位和作用，著力提升自主創(chuàng)新能力，攻克基礎(chǔ)共性和高端核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)于作者

王春喜（1974-），男，博士，機(jī)械工業(yè)儀表技術(shù)與經(jīng)濟(jì)研究所副總工程師，標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)中心主任，全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制與自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)（ SAC/TC124） 教授級(jí)高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)橹悄苤圃?、測(cè)量控制與自動(dòng)化、預(yù)測(cè)性維護(hù)、數(shù)據(jù)字典、標(biāo)準(zhǔn)化研究。