传感器上《新闻联播》了！被列为10大科技之首，重要性堪比芯片

1月26日大年初五，也是春节年后返程高峰的开始，春运客流量超7亿人次，当日，我国最重要的电视节目——《新闻联播》，特意关注全国各地春运返程情况。

比较特别的是，本次《新闻联播》关注的春运，有3分多钟时长，聚焦在我国一个细小的被“卡脖子”的高科技领域——传感器，这也是新闻联播比较罕见地科普某科技应用，该新闻片段着眼介绍传感器在高铁、道路、桥梁等交通节点中发挥的作用，展现我国传感器等高科技为春运保驾护航，该新闻片段以《传感中国——分秒为计守护回家路》作为小节标题。

在《新闻联播》的介绍中，可能许多民众第一次听到压力传感器、振动传感器、倾角传感器……等等陌生的名词，此前或许也并不知道传感器在现代信息科技中有多么巨大的作用。

与许多高科技领域一样，传感器同样被“卡脖子”，据权威机构资料显示，我国80%中高端传感器需要进口！传感器芯片进口更是达90%！

《新闻联播》春运中，传感器在发挥了哪些重要作用？传感器有多重要？中国传感器水平如何？

《新闻联播》：传感中国——分秒为计守护回家路 首先，我们来看看《新闻联播》中的介绍，传感器如何在春运中，发挥重要的监测作用，分秒为亿万民众守护回家的道路。

家住四川省甘孜藏族自治州的小伙夏加拉布，在重庆北站登上了开往成都的复兴号列车。短短77分钟的车程，这趟列车经过的是世界上地质最不稳定的区域之一，平均每3分钟钻过1个隧道。而在黑暗隧道内的快速行驶中，肉眼无法识别的细微安全隐患，也正是靠着监测着隧道变形、轨道沉降等诸多传感器的自动预警来排除。

回家的第二程路，夏加拉布登上了大巴车，驶上雅康高速。这是一条圆了甘孜地区人民高速公路梦想的云端天路，它从四川盆地向青藏高原快速攀升，135公里的路程要经历2000米的高差，跨越7座特大桥。

横跨大渡河的兴康特大桥建设在高海拔、高地震烈度带、复杂风场环境下，却能够让设计时速达到每小时80公里，投运4年多，日夜车流不息。桥是怎么抵御外界带来的安全挑战呢？ 原来，大巴一上桥，安装在大桥不同部位的传感器就开始工作。这一瞬间，桥面安装的超高精度倾角传感器开始计算桥面挠度、桥塔安装的倾角传感器收集桥塔倾斜变形数据、主梁各部位的传感器收集桥面振动频率、幅度数据，信息融合历史数据，系统计算出了大桥当下和未来的承载能力。 同时，感知环境危险的传感器监测着地动、风吹等细微变化......众多传感器在分秒间、方寸内共同守护着大桥的安全。 春运期间，平均每天都有超3000万人次像夏加拉布一样奔波在回家的路上，一趟趟智能列车飞驰，一辆辆大巴车穿行于桥梁、隧道间，数千万的传感器编织成一张精密周全的安全网，守护着每一个出行的人，给人们更多的温暖安全。 在这段3分多钟的新闻中，许多民众或许第一次听说传感器这个陌生的科技名词，也第一次了解到传感器在高铁、道路、桥梁等等国家重大基础工程中，发挥的关键作用。 然而，这只是冰山一角，你知道传感器有多重要吗？

传感器有多重要？十大科技之首！

日本是国际公认的传感器技术强国，在上世纪就将传感器列为十大科技之首，他们的工商界给出评价：谁支配了传感器，谁就能支配了新时代。

中国、美国、德国等世界将传感器列为未来重大科技项目，拼命想要在传感器上实现技术突破，足以说明它的重要性。

很多人可能很好奇传感器到底是什么，为什么一件普通人都很陌生的设备，会被全世界大国如此重视呢。

今天我们简单科普一下传感器技术，以及它是如何改变世界的。

传感器是何方神圣？

为了方便理解，我先科普一下传感器的概念。

简单来说传感器可以从它的字面意义来理解，就是一种感应和转化的设备，它能检测到温度、声音、光线等信息，然后将它们转化为机器上面的电流、电压（等电信号）等，有了它，人类生产出来的机器才能实现智能化。

我们举个例子：手机有很多功能，它可以拍照、打电话、玩游戏，对吧？

那这些功能是怎么实现呢？其实就是传感器检测到手机外面的一些信息，然后把它们转化成电流，这样我们人类才能操控手机。

比如说拍照的时候，就是镜头捕捉到物体的光线，然后把它传到图像传感器上，传感器检测到对应的光线，然后将它转化成电信号，再经过处理和显示，这就变成我们手机上看到的照片。

所以图像传感器就相当于手机的眼睛，是拍摄的核心部件。

手机上还有不同的传感器，它们可以把声音、压力等信息转化成电信号，就实现了通话、指纹解锁等功能，如果说芯片是手机的大脑，那么传感器和网络就是手机的五官和神经，一个用来转化成电信号，一个用来传输信息。

如果说没有传感器，现在的智能手机连大哥大都不是。

所以，传感器和计算机、通信技术成为现代信息技术的三大基础，而且传感器在未来的地位会逐渐超过其他两个，被专家认为是物联网的核心技术，将改变现在和未来的世界。

这句话是不是夸张呢？它又是如何改变世界的？

中国古代的传感器

这，还要从中国古代说起，大家都知道中国很早就发明了指南针，那时候还叫做司南，它其实就是一种传感器，指针可以感应地球的磁场，然后指明方向，指南针后来传入欧洲，并且促成了欧洲大海航时代，加快了整个世界的融合。

说它改变世界进程，其实并不为过吧？

类似指南针的传感器还有地动仪、日冕仪、温度计等，这些发明也都在某种程度上改变人类的生活，也就是说传感器从很早之前，就是已经在影响世界了。

但这个还不能说明传感器的重要性，因为当时并没有传感器的概念，而是作为整体呈现给大家。

传感器真正独立存在，并且展现出它的作用还要从20世纪中期开始算，而且每一次技术更新迭代，传感器作用就变得越来越重要。

传感器技术迭代

第一代传感器是：结构传感器，诞生于20世纪50年代，是第一次工业批量生产的传感器，比较典型的代表是：电阻式传感器，它90%都用称重上面，大概长这样（如下图）。

像体重计就是称重的一种，我们人站上去的时候，指针会发现变化或者显示一个体重。

它的原理也很简单，这中间是金属材料做的，可以导电，我们人站上去，这个金属就会发生形状变化，形状变化又会引起电阻和电流的变化，这样指针或者数字就会发生变化。

基本每个宝宝刚出生都需要先称量体重，可以说是人类第一个接触的电子产品就是这个了，说它影响我们每个人，没毛病吧？

当然这个时期的传感器比较粗糙的，作用也有限，后来有些头脑比较聪明的人就想：这些金属能不能换成其他的东西，比如说对光比较敏感的材料，是不是可以把转化成做成电信号？

答案是当然可以了，我们上面说的图像传感器的核心元件就是光敏传感器，于是在上世纪70年代的时候，物理传感器就诞生了。

那么既然物理传感器可以把碰不到、摸不着的光转化成电信号，那么有温度的热量可以转化成电信号吗？如果热量也可以，那么声音、磁场等其他物理特性可以转化成电信号吗？

答案也是可以的，所以传感器的材料从金属发展到半导体、电介质 、磁性材料等等各种固体材料，，它的结构很简单，主要是敏感元件和转换元件，顾名思义，敏感元件就是用来感应（检测）外界的信息，转化就是将感应到的信息转化成电信号。

第二代传感器就比第一代丰富得多，不仅种类多，而且功能也越来越多，像我们生活中常见的开关，以前只有手动的，现在有声音感应的、感光的，还有触屏的，用的都是不同的传感器，还有军事领域的雷达也是，有红外线传感器、毫米波雷达，红外线雷达等等，也是不同的传感器。

这些传感器又做成了各种各样的检测设备，传感器也开始进入人类各个领域，这个时候产业界已经认为没有传感器检测各种信息，,那么现代科学技术,就不能得到发展。

但是这还没完，人类对科技的追求是无止境的，各种设备的功能不断增加，对传感器的需求也越来越多，一个设备里面可能要求有多种功能，这个时候可能一台设备就需要安装多种传感器。

比较典型的就是屏幕，以前屏幕只要可以触摸或者滑动就可以操控手机等设备，现在屏幕还需要指纹解锁等功能。

但是呢，要满足这么多功能，就遇到了一个致命的问题：体积太小的设备安装不了很多传感器。

为了解决这个问题，人们就想了个办法，能不能把多种传感器重组下来，集成到同一个传感器里面?于是集成传感器就诞生了，人们把很多个传感器组合在一起或者把传感器和其他元件组合在一起。

比较常见的手机指纹传感器，它是由光、压力、温度等等多种传感器集成的。

但是这依旧没完，后来人们就思考，既然传感器可以和传感器组合，那么传感器能不能和其他高科技结合一下，让传感器性能变得更加优秀一点？

答案也是可以的，于是集成传感器芯片也出现了，它将传感器与小型的芯片等元件组合在一起，这样传感器不仅能感应和转化信号，而且还能处理信号，性能得到提升，这就是第三代智能传感器的前身。

可以说集成传感器的出现，把传感器推向了新的高度。

这个时候的传感器到底有多重要，普通人很难看懂，但是举个例子大家就知道了。

一台手机至少有十几个传感器，一辆高档轿车有200多个传感器、一辆飞机有1000多个传感器、而我们常见的高铁的传感器竟然可以达到5000多个。

正如上文中，《新闻联播》介绍的春运中传感器在高铁、桥梁、道路等重大工程中，无处不在，数量更是以万计，无时无刻分秒监测着各种安全参数。

传感器隐藏在每一个设备里面，没有它，不管是高铁还是飞机，甚至宇宙空间站都得歇菜，

美国著名杂志《福布斯》做过评选，他们列出改变世界和人们生活的10大科技产品，而传感器列排在首位。

这才有了开头的日本商业界那句话：谁支配了传感器、谁就支配了新时代。

但是你以为传感器的辉煌就到此为止了吗？那你就太小看它了。

传感器的逆袭从未停止，集成传感器是硬件性能的巅峰，但是有些专家还不满足，就在思考既然传感器能集成硬件，那么能不能将软件技术也组合进来？进一步提升再次传感器的性能？

答案依旧是可以，这就是第三代传感器：智能传感器，它集合了软硬件的优势，将传感器的性能再提升一个档次。

如果说互联网时代，传感器与芯片的地位并驾齐驱，那么在物联网时代，专家将传感器的地位再次提高，排在芯片的前面。

2018年美国麻省理工大学在评选全球突破性技术时，将“智慧传感城市” 列为十大最具代表性的技术之一，

说起“智慧城市”，你知道未来十年，它将消耗多少个传感器吗？答案是：400亿个，是不是超出大家的想象？

其实传感城市还不是传感器的终极应用，万物互联才是，专家一致将智能传感器看做互联的基石，

想要互联就需要网络的世界与现实世界实现连接，而传感器就是连接的桥梁，这也是我们普通人的一个机会，谁支配了传感器，谁就支配了未来。

结语

《新闻联播》介绍了传感器在高铁、桥梁、道路等国家重大工程中的关键作用，没有传感器，许多人回家的路也无法确保安全。

然而这只是传感器作用的冰山一角，从先进制造、智慧城市、智能医疗，到现今元宇宙、物联网、人工智能时代，传感器都是不可或缺的基石。

我国传感器技术目前处于什么水平？

一个业内人士公认的数据是：中国中高端传感器进口占比达80%，传感器芯片进口更是达90%。

传感器虽然重要，但目前我国国产替代率仍较低，许多传感器领域与国外先进水平差距巨大，是典型的“卡脖子”技术之一。

谁支配了传感器，谁就支配了未来。

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审核编辑黄宇