第二章 傳感器的發展歷史

第一節 概述

人類從誕生至今，就一直鍥而不舍地感知、思考和改造世界、完善自我。傳感器是人類感知萬事萬物的測量工具，是人類改造世界畫龍點睛的關鍵科技之一。形象地說，傳感器是人類喚醒和看清萬事萬物的“耳朵”和“眼睛”，物聯網就像感知世界的“通靈師”，實現人和物體“對話”、物體和物體之間“交流”。2014年，《福布斯》雜志就報道了，今后幾十年內，影響和改變世界經濟格局和人們生活方式的10大科技領域，其中，傳感器名列10大領域之首，它是一切數據獲取的基礎設施。而當先進傳感器的應用達到一定規模時，往往標志著一個新時代的到來。

科技，讓人類的能力圈不斷擴大。如果說，機械延伸了人類的體力，計算機延伸了人類的智力，那么，無處不在的傳感器，大大延伸了人類的感知力。傳感器是一個非常傳統的常用詞匯，大家在各種詞典中可以輕松找到，英文稱為Sen-sor或Transducer?！皞鞲衅鳌痹谛马f式大詞典中的定義是：“從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件”。根據這個定義，傳感器的作用是將一種能量形式轉換成另一種能量形式，所以，不少學者也用“換能器-Transducer”來稱謂“傳感器-Sensor”。其實，傳感器并不神秘，一直存在于日常生活中，小到遙控器（超聲波、光控）、麥克風（聲控）、臺燈（光控）、手機按鈕（壓控），大到鍋爐檢測、電網傳輸、醫療器械診斷等，覆蓋大大小小不同的場景，也可以這樣說，傳感技術和傳感器是當今工業產品中必不可少的一部分。

簡單來說，傳感器就是一種檢測裝置，通常由敏感元件、轉換元件、信號調制與轉換電路，以及輔助電路組成，可以測量信息，也可以讓用戶感知信息。通過不同的轉換方式，將傳感器中的數據或價值信息轉換成電信號或其他所需形式的輸出，以滿足信息的記錄、存儲、顯示、處理、傳輸和控制等要求。

從這個意義上來看，傳感器就是人類感官（視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺器官）創造性地延伸到數字感官，是人類為了更廣泛、更深層地探索感知現實世界中那些超出人類基本感覺功能所及的事物的自然屬性和運行規律，而發明和制作的一些靈巧可靠的器具，可以獲得更易于被人類識別和理解的定性、定量認知。

傳感器作為當今尖端的技術之一，已成為最具發展前景的工業技術。20世紀80年代初期，美國就建立了一個全國性的技術團隊，促進全國傳感器技術的發展；日本在六項關鍵技術中，把傳感器技術列為國家重點發展技術之首；英、法、德等國在高科技發展的規劃中，都把傳感器作為重點發展的技術，并將其研究成果、生產技術、制造設備納入核心技術行列?！陡２妓埂冯s志早就預測，未來十年，傳感器產業將會對全球經濟和人民生活產生巨大影響。傳感器是人類感知世界的一種手段，也是改造世界的關鍵技術。按照科技發展的階段劃分，可分為“遠古時代開啟人類傳感器的雛形”“機械化時代的簡單傳感器”“電氣自動化時代豐富多彩的傳感器”和“現代智能化傳感器”四個發展時期。而當先進傳感器的應用達到一定規模時，往往標志著一個新時代的到來。中國是具有悠久歷史的古國之一，也是世界上最早開創原始“傳感器具”的國家。從仰韶文化時期發明的陶質量具開始，繼而有商代骨尺、楚墓天平、日晷儀、地動儀等一系列最早的度量衡傳感器問世，為世界傳感器文明留下了濃重的傳感文化。