1月26日大年初五，也是春節(jié)年后返程高峰的開(kāi)始，春運(yùn)客流量超7億人次，當(dāng)日，我國(guó)最重要的電視節(jié)目——《新聞聯(lián)播》，特意關(guān)注全國(guó)各地春運(yùn)返程情況。

比較特別的是，本次《新聞聯(lián)播》關(guān)注的春運(yùn)，有3分多鐘時(shí)長(zhǎng)，聚焦在我國(guó)一個(gè)細(xì)小的被“卡脖子”的高科技領(lǐng)域——傳感器，這也是新聞聯(lián)播比較罕見(jiàn)地科普某科技應(yīng)用，該新聞片段著眼介紹傳感器在高鐵、道路、橋梁等交通節(jié)點(diǎn)中發(fā)揮的作用，展現(xiàn)我國(guó)傳感器等高科技為春運(yùn)保駕護(hù)航，該新聞片段以《傳感中國(guó)——分秒為計(jì)守護(hù)回家路》作為小節(jié)標(biāo)題。

在《新聞聯(lián)播》的介紹中，可能許多民眾第一次聽(tīng)到壓力傳感器、振動(dòng)傳感器、傾角傳感器……等等陌生的名詞，此前或許也并不知道傳感器在現(xiàn)代信息科技中有多么巨大的作用。

與許多高科技領(lǐng)域一樣，傳感器同樣被“卡脖子”，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)資料顯示，我國(guó)80%中高端傳感器需要進(jìn)口！傳感器芯片進(jìn)口更是達(dá)90%！

《新聞聯(lián)播》春運(yùn)中，傳感器在發(fā)揮了哪些重要作用？傳感器有多重要？中國(guó)傳感器水平如何？

《新聞聯(lián)播》：傳感中國(guó)——分秒為計(jì)守護(hù)回家路

首先，我們來(lái)看看《新聞聯(lián)播》中的介紹，傳感器如何在春運(yùn)中，發(fā)揮重要的監(jiān)測(cè)作用，分秒為億萬(wàn)民眾守護(hù)回家的道路。

家住四川省甘孜藏族自治州的小伙夏加拉布，在重慶北站登上了開(kāi)往成都的復(fù)興號(hào)列車。短短77分鐘的車程，這趟列車經(jīng)過(guò)的是世界上地質(zhì)最不穩(wěn)定的區(qū)域之一，平均每3分鐘鉆過(guò)1個(gè)隧道。而在黑暗隧道內(nèi)的快速行駛中，肉眼無(wú)法識(shí)別的細(xì)微安全隱患，也正是靠著監(jiān)測(cè)著隧道變形、軌道沉降等諸多傳感器的自動(dòng)預(yù)警來(lái)排除。

回家的第二程路，夏加拉布登上了大巴車，駛上雅康高速。這是一條圓了甘孜地區(qū)人民高速公路夢(mèng)想的云端天路，它從四川盆地向青藏高原快速攀升，135公里的路程要經(jīng)歷2000米的高差，跨越7座特大橋。

橫跨大渡河的興康特大橋建設(shè)在高海拔、高地震烈度帶、復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)環(huán)境下，卻能夠讓設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)到每小時(shí)80公里，投運(yùn)4年多，日夜車流不息。橋是怎么抵御外界帶來(lái)的安全挑戰(zhàn)呢？

原來(lái)，大巴一上橋，安裝在大橋不同部位的傳感器就開(kāi)始工作。這一瞬間，橋面安裝的超高精度傾角傳感器開(kāi)始計(jì)算橋面撓度、橋塔安裝的傾角傳感器收集橋塔傾斜變形數(shù)據(jù)、主梁各部位的傳感器收集橋面振動(dòng)頻率、幅度數(shù)據(jù)，信息融合歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)計(jì)算出了大橋當(dāng)下和未來(lái)的承載能力。

同時(shí)，感知環(huán)境危險(xiǎn)的傳感器監(jiān)測(cè)著地動(dòng)、風(fēng)吹等細(xì)微變化......眾多傳感器在分秒間、方寸內(nèi)共同守護(hù)著大橋的安全。

春運(yùn)期間，平均每天都有超3000萬(wàn)人次像夏加拉布一樣奔波在回家的路上，一趟趟智能列車飛馳，一輛輛大巴車穿行于橋梁、隧道間，數(shù)千萬(wàn)的傳感器編織成一張精密周全的安全網(wǎng)，守護(hù)著每一個(gè)出行的人，給人們更多的溫暖安全。

在這段3分多鐘的新聞中，許多民眾或許第一次聽(tīng)說(shuō)傳感器這個(gè)陌生的科技名詞，也第一次了解到傳感器在高鐵、道路、橋梁等等國(guó)家重大基礎(chǔ)工程中，發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

然而，這只是冰山一角，你知道傳感器有多重要嗎？

傳感器有多重要？十大科技之首?。ㄒ韵聝?nèi)容來(lái)源：硬核熊貓說(shuō)）

日本在上世紀(jì)就將它列為十大科技之首，他們的工商界給出評(píng)價(jià)：誰(shuí)支配了傳感器，誰(shuí)就能支配了新時(shí)代。

中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等世界將傳感器列為未來(lái)重大科技項(xiàng)目，拼命想要在傳感器上實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，足以說(shuō)明它的重要性。

很多人可能很好奇?zhèn)鞲衅鞯降资鞘裁?，為什么一件普通人都很陌生的設(shè)備，會(huì)被全世界大國(guó)如此重視呢。

今天我們簡(jiǎn)單科普一下傳感器技術(shù)，以及它是如何改變世界的。

傳感器是何方神圣？

為了方便理解，我先科普一下傳感器的概念。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)傳感器可以從它的字面意義來(lái)理解，就是一種感應(yīng)和轉(zhuǎn)化的設(shè)備，它能檢測(cè)到溫度、聲音、光線等信息，然后將它們轉(zhuǎn)化為機(jī)器上面的電流、電壓（等電信號(hào)）等，有了它，人類生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)器才能實(shí)現(xiàn)智能化。

我們舉個(gè)例子：手機(jī)有很多功能，它可以拍照、打電話、玩游戲，對(duì)吧？

那這些功能是怎么實(shí)現(xiàn)呢？其實(shí)就是傳感器檢測(cè)到手機(jī)外面的一些信息，然后把它們轉(zhuǎn)化成電流，這樣我們?nèi)祟惒拍懿倏厥謾C(jī)。

比如說(shuō)拍照的時(shí)候，就是鏡頭捕捉到物體的光線，然后把它傳到圖像傳感器上，傳感器檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的光線，然后將它轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)處理和顯示，這就變成我們手機(jī)上看到的照片。

所以圖像傳感器就相當(dāng)于手機(jī)的眼睛，是拍攝的核心部件。

手機(jī)上還有不同的傳感器，它們可以把聲音、壓力等信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，就實(shí)現(xiàn)了通話、指紋解鎖等功能，如果說(shuō)芯片是手機(jī)的大腦，那么傳感器和網(wǎng)絡(luò)就是手機(jī)的五官和神經(jīng)，一個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，一個(gè)用來(lái)傳輸信息。

如果說(shuō)沒(méi)有傳感器，現(xiàn)在的智能手機(jī)連大哥大都不是。

所以，傳感器和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)，而且傳感器在未來(lái)的地位會(huì)逐漸超過(guò)其他兩個(gè)，被專家認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，將改變現(xiàn)在和未來(lái)的世界。

這句話是不是夸張呢？它又是如何改變世界的？

中國(guó)古代的傳感器

這，還要從中國(guó)古代說(shuō)起，大家都知道中國(guó)很早就發(fā)明了指南針，那時(shí)候還叫做司南，它其實(shí)就是一種傳感器，指針可以感應(yīng)地球的磁場(chǎng)，然后指明方向，指南針后來(lái)傳入歐洲，并且促成了歐洲大海航時(shí)代，加快了整個(gè)世界的融合。

說(shuō)它改變世界進(jìn)程，其實(shí)并不為過(guò)吧？

類似指南針的傳感器還有地動(dòng)儀、日冕儀、溫度計(jì)等，這些發(fā)明也都在某種程度上改變?nèi)祟惖纳?，也就是說(shuō)傳感器從很早之前，就是已經(jīng)在影響世界了。

但這個(gè)還不能說(shuō)明傳感器的重要性，因?yàn)楫?dāng)時(shí)并沒(méi)有傳感器的概念，而是作為整體呈現(xiàn)給大家。

傳感器真正獨(dú)立存在，并且展現(xiàn)出它的作用還要從20世紀(jì)中期開(kāi)始算，而且每一次技術(shù)更新迭代，傳感器作用就變得越來(lái)越重要。

傳感器技術(shù)迭代

第一代傳感器是：結(jié)構(gòu)傳感器，誕生于20世紀(jì)50年代，是第一次工業(yè)批量生產(chǎn)的傳感器，比較典型的代表是：電阻式傳感器，它90%都用稱重上面，大概長(zhǎng)這樣:。

像體重計(jì)就是稱重的一種，我們?nèi)苏旧先サ臅r(shí)候，指針會(huì)發(fā)現(xiàn)變化或者顯示一個(gè)體重。

它的原理也很簡(jiǎn)單，這中間是金屬材料做的，可以導(dǎo)電，我們?nèi)苏旧先ィ@個(gè)金屬就會(huì)發(fā)生形狀變化，形狀變化又會(huì)引起電阻和電流的變化，這樣指針或者數(shù)字就會(huì)發(fā)生變化。

基本每個(gè)寶寶剛出生都需要先稱量體重，可以說(shuō)是人類第一個(gè)接觸的電子產(chǎn)品就是這個(gè)了，說(shuō)它影響我們每個(gè)人，沒(méi)毛病吧？

當(dāng)然這個(gè)時(shí)期的傳感器比較粗糙的，作用也有限，后來(lái)有些頭腦比較聰明的人就想：這些金屬能不能換成其他的東西，比如說(shuō)對(duì)光比較敏感的材料，是不是可以把轉(zhuǎn)化成做成電信號(hào)？

答案是當(dāng)然可以了，我們上面說(shuō)的圖像傳感器的核心元件就是光敏傳感器，于是在上世紀(jì)70年代的時(shí)候，物理傳感器就誕生了。

那么既然物理傳感器可以把碰不到、摸不著的光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，那么有溫度的熱量可以轉(zhuǎn)化成電信號(hào)嗎？如果熱量也可以，那么聲音、磁場(chǎng)等其他物理特性可以轉(zhuǎn)化成電信號(hào)嗎？

答案也是可以的，所以傳感器的材料從金屬發(fā)展到半導(dǎo)體、電介質(zhì) 、磁性材料等等各種固體材料，，它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，主要是敏感元件和轉(zhuǎn)換元件，顧名思義，敏感元件就是用來(lái)感應(yīng)（檢測(cè)）外界的信息，轉(zhuǎn)化就是將感應(yīng)到的信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。

第二代傳感器就比第一代豐富得多，不僅種類多，而且功能也越來(lái)越多，像我們生活中常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)，以前只有手動(dòng)的，現(xiàn)在有聲音感應(yīng)的、感光的，還有觸屏的，用的都是不同的傳感器，還有軍事領(lǐng)域的雷達(dá)也是，有紅外線傳感器、毫米波雷達(dá)，紅外線雷達(dá)等等，也是不同的傳感器。

這些傳感器又做成了各種各樣的檢測(cè)設(shè)備，傳感器也開(kāi)始進(jìn)入人類各個(gè)領(lǐng)域，這個(gè)時(shí)候產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)認(rèn)為沒(méi)有傳感器檢測(cè)各種信息，,那么現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),就不能得到發(fā)展。

但是這還沒(méi)完，人類對(duì)科技的追求是無(wú)止境的，各種設(shè)備的功能不斷增加，對(duì)傳感器的需求也越來(lái)越多，一個(gè)設(shè)備里面可能要求有多種功能，這個(gè)時(shí)候可能一臺(tái)設(shè)備就需要安裝多種傳感器。

比較典型的就是屏幕，以前屏幕只要可以觸摸或者滑動(dòng)就可以操控手機(jī)等設(shè)備，現(xiàn)在屏幕還需要指紋解鎖等功能。

但是呢，要滿足這么多功能，就遇到了一個(gè)致命的問(wèn)題：體積太小的設(shè)備安裝不了很多傳感器。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們就想了個(gè)辦法，能不能把多種傳感器重組下來(lái)，集成到同一個(gè)傳感器里面?于是集成傳感器就誕生了，人們把很多個(gè)傳感器組合在一起或者把傳感器和其他元件組合在一起。

比較常見(jiàn)的手機(jī)指紋傳感器，它是由光、壓力、溫度等等多種傳感器集成的。

但是這依舊沒(méi)完，后來(lái)人們就思考，既然傳感器可以和傳感器組合，那么傳感器能不能和其他高科技結(jié)合一下，讓傳感器性能變得更加優(yōu)秀一點(diǎn)？

答案也是可以的，于是集成傳感器芯片也出現(xiàn)了，它將傳感器與小型的芯片等元件組合在一起，這樣傳感器不僅能感應(yīng)和轉(zhuǎn)化信號(hào)，而且還能處理信號(hào)，性能得到提升，這就是第三代智能傳感器的前身。

可以說(shuō)集成傳感器的出現(xiàn)，把傳感器推向了新的高度。

這個(gè)時(shí)候的傳感器到底有多重要，普通人很難看懂，但是舉個(gè)例子大家就知道了。

一臺(tái)手機(jī)至少有十幾個(gè)傳感器，一輛高檔轎車有200多個(gè)傳感器、一輛飛機(jī)有1000多個(gè)傳感器、而我們常見(jiàn)的高鐵的傳感器竟然可以達(dá)到5000多個(gè)。

傳感器隱藏在每一個(gè)設(shè)備里面，沒(méi)有它，不管是高鐵還是飛機(jī)，甚至宇宙空間站都得歇菜，

美國(guó)著名雜志《福布斯》做過(guò)評(píng)選，他們列出改變世界和人們生活的10大科技產(chǎn)品，而傳感器列排在首位。

這才有了開(kāi)頭的日本商業(yè)界那句話：誰(shuí)支配了傳感器、誰(shuí)就支配了新時(shí)代。

但是你以為傳感器的輝煌就到此為止了嗎？那你就太小看它了。

傳感器的逆襲從未停止，集成傳感器是硬件性能的巔峰，但是有些專家還不滿足，就在思考既然傳感器能集成硬件，那么能不能將軟件技術(shù)也組合進(jìn)來(lái)？進(jìn)一步提升再次傳感器的性能？

答案依舊是可以，這就是第三代傳感器：智能傳感器，它集合了軟硬件的優(yōu)勢(shì)，將傳感器的性能再提升一個(gè)檔次。

結(jié)語(yǔ)

《新聞聯(lián)播》介紹了傳感器在高鐵、橋梁、道路等國(guó)家重大工程中的關(guān)鍵作用，沒(méi)有傳感器，許多人回家的路也無(wú)法確保安全。

然而這只是傳感器作用的冰山一角，從先進(jìn)制造、智慧城市、智能醫(yī)療，到現(xiàn)今元宇宙、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能時(shí)代，傳感器都是不可或缺的基石。

我國(guó)傳感器技術(shù)目前處于什么水平？

一個(gè)業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)的數(shù)據(jù)是：中國(guó)中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口更是達(dá)90%。

傳感器雖然重要，但目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)替代率仍較低，許多傳感器領(lǐng)域與國(guó)外先進(jìn)水平差距巨大，是典型的“卡脖子”技術(shù)之一。

誰(shuí)支配了傳感器，誰(shuí)就支配了未來(lái)。