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在工业4.0中,首先要解决的问题是获得精确、可靠的信息,传感器是获取自然生产领域信息的主要途径和手段。
过去人们依赖感受器从外部世界获得信息,然后通过大脑对其进行分析。要在大尺度上观测一千光年,要从微观上观察微粒到cm的微粒世界,要在纵向上观察数十万年的天体演化,短时响应快至s等,另外,还需开拓新能源、新材料、超高温、超低温、超高压、超高真空、强磁场、各种极端物品,如超弱磁铁,仅仅依靠人类的感觉能力是远远不够的。
感应器是一种能够感知被测量的信息,能够根据一定的规律将被测的信息转换成数据信息或其他形式输出给另一方,从而使另一方感知有关信息。也许,传感器是用来扩展人的五官功能的,因此传感器又称为“电五官”。
产业4.0是智能化生产,那么机器与机器、机器与产品之间的一种完整的通信,这也依赖于传感器的作用。此外,在每个生产环节中,都要使用多种传感器对生产过程中的参数进行监控,以保证机器始终处于最佳状态,使产品达到最佳品质。所以可以说,如果没有大量好的传感器,工业4.0也将失去基础。
很明显,要想获得大量人类感觉不能直接获得的信息,没有相应的传感器是不可能的。在基础学科研究中,目标信息难以获得,而一些新机制和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会在这一领域取得突破性进展。有些传感器的发展,常常是一些边缘学科发展的先驱。
人们对“智慧”的渴求,带来了传感器研究的春天和市场的繁荣。世界范围内对传感器的需求出现爆炸。