革命以来,特别是在20世纪信息革命中,传感技术越来越多地由人造感官,即工程传感器来实现。
传感器的发展是推动人类进步的巨大力量。传感器系统代替了人类实现了大量的自动化检测与控制,是把人从繁重的体力劳动中解放出来的关键器件。那么,把它与人的感觉相比较可以帮助我们学习传感器更多知识。
12人的感官与传感器技术
人类最早感受周围环境的变化是通过人体感知的,我们的耳可以听见声音、鼻可以闻到味道、眼可以看见周围环境、舌可以品尝各种味道、皮肤可以感受冷暖。有人说传感器就是电五官,这是说如果将计算机比作人的大脑的话,那么传感器的地位和功能就相当于我们的身体。我们的五官感受到外界的变化传送给大脑,大脑可以支配身体作出不同的反应动作。传感器检测到外部物理量的变化可以直接驱动执行器实施相应的控制,也可以发送给计算机实施控制。那么,我们完全可以将人的感官与传感器统一起来认识。
f现代技术的发展,创造了多种多样的工程传感器.在许多方面它的性能甚至凌驾于人的感官之上。首先,工程传感器可以轻而易举地测量人体所无法感知的量,如紫外线、红外线、超声波、磁场等。从这个意义上讲,工程传感器具有人类所梦寐以求的特异功能;其次,有些量虽然人的感官和工程传感器都能检测,但工程传感器测量得更快、更精确。例如虽然人眼和光传感器都能检测可见光,进行物体识别与测距,但是人跟的视觉残留约为01s,而光晶体管的响应时间可短到纳秒以下;人眼的角分辨率为l°,而光栅测距的精确度可达1激光定位的精度在月球距离38×10km范围内可达10cm以下。最后,工程传感器可以把人所不能看到的物体通过数据处理变为视觉图像。CT技术就是一个例子,它把人体的内部形貌用断层图像显示出来,其他的例子还有遥感技术。
但是人的感官在许多方面优于工程传感器系统,当前来看主要体现在以下几个方面:1、人对所接触的多变量感知后所做综合决策与实施能力是超过传感器系统的;2、传感器服务于人的生产劳动和生活质量,人结合自身情感所做出的判断和行为是传感器系统做不到的;3、新型传感器的产生并应用始终滞后于人所感知外部世界的进程。尽管材料、基础学科、智能系统的研究能帮助我们探索外部世界的未知规律,但是符合传感器定义的产品研制总滞后于人对自然规律的认知。
13传感器的发展与未来
传感器是信息系统的源头。在客观对象的测量、测试、检测、监测、分析、定位、跟踪、导航、制导、控制及健康管理等系r