【中國智能制造網 學術論文】隨著物聯網技術的發展，對傳統傳感技術又提出了新的要求，產品正逐漸向MEMS技術、無線數據傳輸技術、紅外技術、新材料技術、納米技術、陶瓷技術、薄膜技術、光纖技術、激光技術、復合傳感器技術、多學科交叉融合的方向發展。　　
　　傳感器是設備感受外界環境的重要硬件，決定了裝備與外界環境交互的能力，是設備智能化的硬件基礎，尤其在很多智能設備中，傳感器決定著設備的核心能力。一個典型的傳感器由敏感元件、轉換元件和調理電路組成。敏感元件用于直接感受被測量，轉換元件用于轉化為電量參數。
　　
　　傳感器用途廣泛、種類繁多。按照測量對象可以將傳感器分為檢測光、放射線、聲信號、磁信號、力、位置信息、溫度、濕度、溶液流量流速等類型的傳感器。每一種檢測同樣對象的傳感器又有多種應用和不同的實現路徑。
　　
　　目前，國內傳感器技術發展與創新的重點在材料、結構和性能改進3個方面：敏感材料從液態向半固態、固態方向發展;結構向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發展;性能向檢測量程寬、檢測精度高、抗干擾能力強、性能穩定、壽命長久方向發展。
　　
　　隨著物聯網技術的發展，對傳統傳感技術又提出了新的要求，產品正逐漸向MEMS技術、無線數據傳輸技術、紅外技術、新材料技術、納米技術、陶瓷技術、薄膜技術、光纖技術、激光技術、復合傳感器技術、多學科交叉融合的方向發展。
　　
　　智能傳感器讓智能裝備擁有多種“感覺”
　　
　　傳感器作為智能裝備的自主式輸入，相當于智能裝備、機器人的各種感覺器官，智能裝備對于外界環境的感覺主要有視覺、位置覺、速度覺、力覺、觸覺等。
　　
　　視覺是智能裝備常用的輸入系統，并可以分為兩大類：一是直觀的視覺，數據類型是像素組成的圖片，典型的應用如機器視覺、物體識別等，此類傳感器有高速相機、攝像機等;二是環境模型式的視覺，數據類型是點云數據構成的空間模型，典型的應用是空間建模，此類傳感器有3D激光雷達、激光掃描儀等。
　　
　　位置覺是指通過感知周圍物體與自身的距離，從而判斷自身所處的環境位置，此類傳感器有激光測距儀、2D激光雷達、磁力計(判斷方向)、毫米波雷達、超聲波傳感器等。
　　
　　速度覺是指智能裝備對于自身運行的速度、加速度、角速度等信息的掌握，此類傳感器有速度編碼器、加速感應器、陀螺儀等。
　　
　　力覺在智能裝備中用以感知外部接觸物體或內部機械機構的力，典型的應用如裝在關節驅動器上的力傳感器，用來實現力反饋;裝在機械手臂末端和機器人后一個關節之間的力傳感器，用來檢測物體施加的力等。
　　
　　觸覺在智能裝備中可以進一步分為接觸覺、壓覺、滑覺，此類傳感器有光學式觸覺傳感器、壓阻式陣列觸覺傳感器、滑覺傳感器等，其中滑覺傳感器是實現機器人抓握功能的必備條件。
　　
　　除以上五種人體感覺以外，一些物理傳感器還具有超越人體的感覺，比如生物傳感器可以測量血壓、體溫等，環境傳感器可以測量溫濕度、空氣粉塵顆粒物含量、紫外線光照強度等。這些超越人體感官的傳感器如今被可穿戴設備搭配起來，可穿戴設備從而被賦予了擴充人體感官的功能。
　　
　　傳感器研發趨勢
　　
　　隨著微機電系統(MEMS)、激光技術、高科技材料等的技術進步，傳感器的研發呈現多樣化的趨勢，有的利用生物材料模擬人類皮膚，創新傳感器的觸覺;有的利用MEMS技術研發微型智能化傳感器，從而有利于復雜系統的集成;有的利用高精度的激光技術創造激光雷達，從而利于系統實時感知周邊障礙物與環境等等。
　　
　　然而總體而言，傳感器的研發過程呈現兩階段的趨勢：一、技術創新，根據未能滿足的需求開發新產品。在階段中，傳感器研發創新的方向源于智能裝備、創新設備的需求，研發人員根據使用需求，創新出新型傳感器。二、成本降低，應用落地，產品逐步切合產業化需求。在第二階段中，在研發創新的過程中，為了滿足人們對于智能裝備產業化應用的需求，研究人員從對技術開發的關注轉為對成本下降的關注，以實現傳感器大規模生產，智能裝備產業化應用的愿景。
　　
　　3D激光雷達就是這樣一種從功能創新中誕生，又開始進入商業化開發的傳感器。下面以激光雷達為例，梳理傳感器典型的發展趨勢。