一、传感器的作用和特点
传感器是获取信息的工具，是实现工业生产自动化和科学测试、计量核算、环境保护、气象监测、安全保卫、医疗诊断和办公现代化的基础产品。传感器技术是关于传感器设计、制造和应用的综合性技术，其水平直接影响信息技术的发展和应用，因此人们通常将传感与控制技术、通信技术和计算机技术称为信息技术的三大支柱。
传感器的应用领域十分广泛，无论是工业、农业和交通运输业，无论是大型成套技术装备，还是日常生活和家用电器，都需要采用大量的敏感元件和传感器。例如，一座大型钢铁厂需要2万台传感器和检测仪表，大型石油化工厂需要6000台传感器和检测仪表，大型发电机组需要3000台传感器和检测仪表。一辆汽车需要30多个传感器，一台复印机需要20个传感器。各种电冰箱、洗衣机、电饭锅、录像机、收录机、电视机、温湿度计、血压计、空调机等家用电器需要使用的传感器有上百个品种规格。
传感器具有以下特点：
①品种繁多，被检测参数包括热工量(温度、压力、流量、物位等)，电工量(电压、电流、功率、频率等)，化学量(氧、氢、一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、二氧化硫、离子等)，物理量(光、磁、湿度、浊度、声、射线等)，机械量(力、速度、转角、位移、振动等)，生物量(酶、细菌、细胞、受体等)，状态量(开关、一维、二维、多维等)，需要发展多种多样的敏感元件和传感器。除基型品种外，还因应用场合和具体要求不同而研制大量的派生品种和规格。
②涉及多种学科和技术，包括精密机械、微电子、材料科学、半导体、高分子、光导纤维、生物化学、测试技术等，由于现代科学技术发展迅速，所以敏感元件和传感器产品的更新换代周期也越来越短。加之传感器具有原理新颖、机理复杂、技术综合等特点，因而需要配备高水平的开发人才和科研生产装备，不断更新生产技术。
③要求具有很高的精确度、稳定性和可靠性, 做到准确可靠、经久耐用。处在工业现场和自然环境中的传感器，还要求具有良好的环境适应性，能耐高温、耐低温、抗干扰、抗腐蚀，安全防爆，便于安装、调试和维修。
④应用广泛，应用要求千差万别，有量大面广的，也有专业性强的；有单独使用单独销售的，也有与整机密不可分的；有的要求高精密度，有的要求高可靠性；有的要求耐振动；有的要求防爆，如此等等。从管理的角度看，不能用统一评价标准进行考核，也不能用单一模式组织科研和生产，必须有灵活多样的组织方法和因地制宜的管理模式，形成科研院所、高等院校、专业厂、整机厂各具特色、各有侧重的科研生产体系和产业格局。
二、国内外传感器的发展状况及发展趋势
◆国外传感器的市场占比
随着新技术革命的兴起和计算机的广泛应用，20世纪80年代以来国际上出现了“传感器热”，日本把传感器技术列为80年代十大技术之首，美国把传感器技术列为90年代22项关键技术之一，英国传感器销售额1990比1980年增长24倍。1990年世界传感器销售额为155亿美元；90年代年增长率估计为8.8%。
传感器生产厂家，美国有250家，日本有500家，独联体国家有300家，英国有60家，法国有80家，到80年代末，传感器品种已有2万余种，其中38%是传统型的，28%是半导体的，19%是高分子的，15%是其他类型的。用于生产工业过程自动化的传感器约4000种，其中压力传感器占39%，温度传感器占25%，力敏传感器占14%，位移传感器占13%，其他类型的占9%。
◆国际传感器技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：
①大力发展和应用半导体、高分子、陶瓷、光纤和生物膜等新型功能材料；
②采用微电子和微机械加工技术，实现敏感元件和传感器的微型化、集成化和一体化；
③采用数字技术和计算机技术，实现传感器的数字化、智能化和多功能化；
④在传统的结构型传感器的基础上采用高新技术成果，发展新型、复合型传感器；
⑤不断拓展应用领域，大力发展各具特色的新产品。
◆我国传感器的发展历程
我国传感器的发展始于20世纪50年代，当时主要发展结构型传感器。50年代末研制出热敏电阻，60年代研制出应变计，霍尔元件和离子电极，70年代研制出扩散硅力敏器件、砷化镓霍尔元件、碳化硅热敏电阻等新型敏感元件和传感器，80年代又研制出新型扩散硅力敏传感器、PN结温度传感器、光纤传感器、高分子传感器、生物传感器、集成传感器和多功能传感器等。 目前全国开发和生产传感器的单位有800多家，其中科研单位273家，高等院校82家，专业厂和整机厂459家，职工有4万多人，生产的产品有12类，3000多种。据对近400家的不完全调查，从事力敏传感器的有97家，热敏传感器58家，光敏传感器47家，磁敏传感器22家， 压敏传感器25家，气敏传感器26家，湿敏传感器25家，离子敏传感器15家，声敏传感器16家，光纤传感器16家，生物敏传感器10家，射线敏传感器8家，其他类型的传感器40多家。
为了促进传感器技术的发展，1984年国家科委和中国仪器仪表学会在武汉举办了全国首届传感器技术交流及展览会；1986年传感器被列入国家 “七五” 科技攻关计划 “工业过程自动控制开发研究” 项目；同年国家科委组织机械部、电子部、科学院、国家教委、航天部和上海市有关专家起草了我国传感器技术发展政策，作为我国信息技术发展政策时重要组成部分，将传感器列入信息技术优先发展领域；1987年高等院校成立了传感器研究会；1988年成立了中国仪器仪表行业协会传感器行业协会。从1989年开始，由中国仪器仪表学会传感器学会、中国电子学会敏感技术学会、 全国高校传感技术研究会等学术团体联合举办两年一度的全国敏感元件与传感器学术会议(STC)。
我国传感器事业不断发展，为发展工农业生产、科学实验、开发与节约能源、航空航天等作出了重要的贡献，但在新型传感器的开发、 科研成果转化为商品、传感器应用等方面还存在相当大的差距，需要不断加强基础，开拓应用。
三、传感器国内外市场需求量大，“八五”、“九五”增加品种，打破市场
90年代国内外传感器市场看好，各方面对传感器的需求也越来越强烈。据预测，90年代我国电力系统共需各类传感器140万件，化工系统需要80万件，钢铁系统需要130万件，能源管理和炉窑控制需要4000万件，汽车行业需要4400万件，机床行业需要1500万件，办公自动化设备需要200万件，各类仪器仪表配用的传感器约需3亿件。根据市场需求，结合我国传感器行业发展的实际情况，提出了我国传感器行业“八五”和“九五”奋斗目标如下。
“八五”目标：品种从3000种发展到4000种；配套满足率达到70%；50%的产品采用国际标准和国外先进标准；技术水平达到国际80年代中期水平；力敏、磁敏、热敏器件失效率达到7级以上；变送器用传感器的MTBF达到5万小时；出口销售额占总销售额的10%。
“九五” 目标：品种从4000发展到6000种；配套满足率达到85%；80%的产品采用国际标准和国外先进标准；技术水平达到国际90年代初期水平，部分产品达到90年代中期水平；力敏、磁敏、热敏、气敏、湿敏器件失效率达到7-7.5级以上；变送器用传感器的MTBF达到8万-10万小时以上；出口销售额占总销售额的18%~20%。
四、发展战略和措施建议
改革开放和现代化建设步伐的加快为我国传感器技术和产品的发展提供了良好的机遇：市场广阔，应用领域不断拓宽，社会对传感器的需求越来越旺盛；机制转换，经营灵活，有利于调动各方面的积极性；开展国际合作、利用外资、引进国外先进技术和装备更为方便。这些都是传感器发展的有利条件。
与此同时，我们也面临着严峻的挑战：市场竞争更加激烈，对于基础薄弱的我国传感器行业形成巨大的压力，科研与生产，制造与应用、引进与开发、整机与器件之间不同程度地存在看脱节现象；开发和制造中存在许多不必要的重复和浪费，这些构成了传感器发展的不利因素。
在分析形势的基础上，我们认为发展我国传感器行业的战略方针应该是：
①打基础、上水平，不断充实技术储备；
②面向国内外两个市场，不断开拓应用领域；
③依靠科技进步，把新型传感器和量大面广的产品作为发展重点，尽量改善科研条件，积极发展生产制造技术；
④坚持“科研与生产相结合，整机与器件相结合，引进与开发相结合” 的方针；
⑤以服务求发展为主， 辅之以政府资助，企业集资，以军带民，引进外资和港台资金；
⑥深化改革，转换机制，加强宏观管理，促进横向联合，形成适合传感器发展特点而又符合国情的科研、生产、应用体系。
以上6条当中，前3条属于主攻方向，后3条属于发展途径。
为了实现我国传感器行业发展的目标，根据我国传感器行业的战略方针，提出了如下若干措施建议。
①以市场为导向，以服务为宗旨，把工业生产自动化、 科学测试仪器、机电一体化需用的传感器作为发展重点，形成产业，广泛应用。 与此同时，要努力为微电子技术、计算机应用、航空航天、环境监测、能源管理、交通运输、医疗诊断、海洋开发、农业与粮食储备、 安全保卫、市政与楼宇自动化等领域的发展做出贡献。 要坚持质量第一，注重社会效益，以服务求生存，以应用求发展，在竞争中开拓前进。
②依靠科技进步，打基础，上水平，高度重视基础研究和应用基础研究，认真开展敏感机理、失效模型、新型功能材料、微细加工和新型工艺装备与生产技术的研究开发工作，大力培养人才，努力开发数字化、智能化、多功能化、一体化传感器和结构型与物性型相结合的复合型传感器，优先发展半导体、高分子、光导纤维、陶瓷、生物膜、离子敏等类型的新型传感器以及射线、CCD、石英谐振、超声波、MOS场效应等新器件。 材料、工艺装备和测试手段是发展传感器的物质基础，应当受到应有的重视。
③优化结构，转化机制，加强信息服务和宏观管理，制定促进传感器发展的政策措施，引导科研院所、高等院校和产业部门通过横向联合，发挥群体优势，实现科研与生产相结合，制造与应用相结合，器件与整机相结合，引进与开发相结合，共同开拓国内外两个市场。要发挥传感兴学术机构，行业协会和各类开发与研究中 心在技术发展、 经验交流、产品开发和传感器应用等方面的作用，使科研成果尽快转化为生产力。要通过优化组合，逐步形成科研院所、高等院校、传感器专业生产厂和应用传感器的整机厂各具特色 、各有侧重、优势互补、 密切合作的科研生产体系和产业格局。
作者：马少梅，男，回族，1932年生于济南，1961年毕业于苏联基辅工学院，历任上海自动化仪表研究所研究室副主任，重庆自动化仪表研究所所长、总工程师，机械部仪表局总工程师、教授级高级工程师。中国仪器仪表学会常务理事、荣誉理事，国家自然科学基金评审专家，国家发明奖评审专家，中国自动化学会常务理事、荣誉理事，中国仪器仪表行业协会常务理事、顾问。曾获机械部科技进步二等奖、机械电子部软科学三等奖、国家计委办公厅三等奖。本文收录入中国仪表和自动化产业发展60年史料《飞鸿踏雪泥》。
