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见仁见智:传感器作用之面面观
发布日期:2021-05-25 22:00:38浏览次数:

作者:Mr. Bright

 

在当今的信息社会,“传感器”一词可谓无人不知、无人不晓。传感器的决定性作用与不可替代地位,也逐渐为大众所接受。但是,到底传感器可以用来做什么?采用传感器之后可以达到什么样的效果?对于这个问题,恐怕不同人会有不同的理解,可谓是见仁见智。

本文尝试从不同的角度来解读传感器的用武之地到底在哪里。

一、从科学技术的角度来看:

从科学技术的角度来看传感器的作用,可以有三个形象的关键汇“源头”、“耳目”、“先行官

1传感器是信息获取的“源头”:

在信息社会中,任何一条信息流都是按照“信息获取-信息传输-信息处理-信息输出”的顺序依次串行运行的。其中,信息获取是整个信息流的第一步,也是决定性的一个关键环节,而实现信息获取的主角就是各种各样的传感器。如果没有传感器获得所需的信息,那么后续的信息传输与信息处理也就成了无源之水、无本之木,再高级的人工智能也是“巧妇难为无米之炊”;如果传感器得到的信息质量不好、精度不高、反映迟钝,那么后续的信息传输与信息处理也因信号质量的先天不足而无能为力、回天乏术,甚至是“带病坚持工作”,至于最终的信息输出会是什么样子,只能是“天晓得”。

信息流组成.jpg               

2传感器是人类的“耳目”:

人与周围世界的信息交流,是通过人体的眼睛、鼻子、耳朵、舌头和皮肤等五官进行的,分别获得视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉等信息。传感器就是代替人的眼睛、鼻子、耳朵、舌头和皮肤这五官来获取环境的视觉、嗅觉、听觉、味觉和触觉等信息。例如,气象台的各种温度、湿度、气压、颗粒传感器提供了精确的气象数据,在通过适当的数据分析与建模,可以预判天气的变化与走向,并通过各种媒体途径(电视、广播、网络等)广而告之,就形成了我们每天出门之前必定需要了解的“天气预报”。

  天气预报.jpg

3传感器是科学技术的“先行官”:

门捷列夫曾说:“科学是从测量开始的”、“没有测量,就没有科学”。在但当今社会,无论是基础科学还是尖端技术,都离不开各种检测手段的支持。这些领域,无不有各种各样的传感器扮演者重要的作用,虽然他们都是“无名英雄”。与此同时,传感器的发展也极大地推动了边缘科学和高新技术的进步,许多新发现都是得益于先进的传感器来实现的。例如,1911年荷兰物理学家昂尼斯(Kamerlingh Onnes)测定水银电阻值时发现,当温度降到-269℃左右时,水银的电阻突然消失,这就是低温超导现象。如果没有接近绝对零点的温度传感器和阻抗传感器,这个现象仅凭肉眼是无法观察到的。昂尼斯也因发现超导现象和制成液氦于1913年获得诺贝尔物理学奖

 先行官.jpg

二、从国民经济全局来看:

从国民经济全局的角度来看,传感器的作用可以有两个关键词“倍增器”“无孔不入”、“物化法官”。

1、传感器是国民经济增长的“倍增器”:

美国国家标准技术研究院NIST早在上个世纪90年代就曾指出:“仪器仪表在整个国民经济中所占笔记约4%,但是它拉动整个国民经济增长的幅度可达65%”。2006年计量学会年度工作报告也指出:“近年来根据美国、加拿大和澳大利亚等国家的研究:依赖计量测试的贸易量年度总值一般是GNP5060%,而计量检测的费用占总贸易额的4%以上。这些资料都一再说明:以传感器为核心的仪器仪表行业在整个国民经济中的“四两拨千斤”作用不容小觑。

 传感器市场.jpg

2、传感器已经渗透到国民经济各个领域“无孔不入”:

可以断言:目前国民经济各个领域都有各种各样的传感器默默无闻地不断获取各种所需信息,为各种各样的智能化仪器、设备以及系统提供多种多样的信息。从军事上各种作战武器到国家导弹防御计划,从航空业的大中小飞机到各式各样的航天飞行器,从水面舰艇智能化到水下航行器的水下探测,从各种工业过程检测装备到农业种质鉴定,从人手一部的智能手机到各种各样的办公设备与家用电器,从天气预报到智慧交通指挥。可以说,传感器的应用已经覆盖了“吃穿用农轻重海陆空”,涵盖了国民经济的各个领域。

  生活中的传感器.jpg

3、传感器是经济活动中的“物化法官”:

现代经济活动中,各种纷争不断,国与国之间、企业与企业之间、个人之间,太多的事务需要科学而精准的第三方机构提供仲裁的依据。从产品质量检测到危险评估,从环境污染监测到食品卫生安全检疫,从查服违禁药物到危险品安检,从刑侦领域的人脸识别比对到指纹假钞识别,无一不依靠仪器仪表进行“判断”。而传感器就是这利器中的隐藏哨兵

  物化法官.jpg

三、从传感器使用的角度来看:

从传感器使用的角度来看,传感器的作用可以有两个关键词“超人”、“智能”。

1、传感器让我们每个人都成为“超人”:

传感器不仅可以代替人的五官来获取所需的信息,而且传感器的性能远远超过人的五官所具有的能力,具有更高的精度、更快的速度,特别是可以胜任那些人类力所不及的场合。大到上千光年的宇宙、小到nm级的粒子世界,长到数十亿年天体演化、短到10-24 s的瞬间反应,高到104 ~ 108℃的高温、低到0.01K的超低温;强到25T的超强磁场、弱到10-11 T的超弱磁场,传感器极大拓展了人类的能力边界。

传感器的超能力.jpg  

2、传感器让生活更“智能”:

完整的智能过程应该是从感知开始,通过传感器获得所感兴趣的信息,然后传送至电脑或者微处理器进行分析和判断,最终输出控制信号并驱动相应的执行机构完成相应的动作。传感器为控制中心提供所需的各种信息,才使得各种智能化功能变成可能。从高端的智能型协作机器人到家庭用扫地机器人,从智能交通设施到自动驾驶,从智能家电到智能家居产品,从车牌自动识别到ETC系统,传感器让智能无处不在。

  传感器让生活更智能.jpg

  

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(原创文章,未经允许不得转载)

 


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