传感器与仪表元件是仪器仪表及自动化系统的核心组成部分。它们覆盖的应用领域广泛、品种繁多、需求量大。提升这类元件的技术水平与产品质量,是实现制造业信息化、提升整体竞争力的关键所在。
现状与挑战
近年来,我国在传感器与仪表元件的研发、生产方面取得了显著进步,已有超过1600家企业和科研机构投入研发制造。然而,与国际先进水平相比,我国产品在种类与质量上仍难以完全满足市场需求,整体技术仍停留在上世纪九十年代初的水平。主要瓶颈包括:
创新能力不足:核心制造技术与国际前沿仍有较大差距,拥有自主知识产权的产品数量有限,产品系列不完整,技术水平落后约15年。
投入力度偏低:研发设备和生产工艺装备相对落后,导致技术成果转化率低,产品质量难以提升。
科研与生产脱节:科研成果难以快速落地,产业链协同不足,整体竞争实力受限,行业发展后劲不足。
发展目标
面向未来,传感器与仪表元件行业拟在以下三个方面实现突破:
聚焦重点应用:以工业控制、汽车、通信、环保等关键领域为核心,围绕传感器、弹性元件、光学元件和专用电路开展自主创新,形成拥有自主知识产权的核心技术体系。
依托先进工艺:以微机电系统(MEMS)技术为基石,结合集成化、智能化和网络化手段,提升制造工艺水平,使主导产品的性能逼近甚至超越国际同类产品。
提升产品结构:扩大产品品类、提升质量和经济效益,推动产业化进程,实现国产传感器与仪表元件在整体市场中的占比达到70%–80%,高端产品占比超过60%。
关键技术方向
1. 传感器技术
MEMS 与新一代固态传感器制造:推广深反应离子刻蚀(DRIE)或离子束刻蚀(IGP)工艺;研发常温键合、倒装焊接、无应力微薄封装及多芯片堆叠等先进封装技术;推出微硅电容、微硅质量流量、航空航天专用动态、汽车专用压力与加速度、环保微化学等新型传感器。
多变量复合传感器:实现压力、静压、温度等三变量复合、气压、风速、温湿度四变量复合等工业控制专用传感器的微结构集成制造,提升系统感知的完整性与可靠性。
智能化感知:发展有线/无线信号采集、数据转换、逻辑判断、双向通信、自诊断等功能,实现智能多变量、智能功率及各类智能传感器与变送器的全链路智能化。
网络化应用:构建符合工业标准的接口与协议,实现传感器在工业互联网中的无缝接入,形成可扩展的传感器网络体系。
2. 仪表元件技术
弹性元件创新:研发电沉积、焊接等新型成形工艺,重点生产航空航天用低刚度、大位移、长寿命的微型波纹管及高温高压阀专用波纹管,并配套高效成形设备与性能检测仪器。
光学元件高端制造:掌握非球面光学元件设计与加工、光学多层膜沉积、离子辅助镀膜等关键技术,推出适用于光纤通信与数字成像的微型变密度滤光片、超窄带滤光片、微透镜阵列、大面积偏振元件以及非球面玻-塑混合透镜等创新产品。
专用电路集成:提升专用电路的集成度,实现个性化设计;通过软件固化技术,开发适配智能、网络化传感器的信号调理、补偿、线性化、通信及网络接口等专用电路模块。
结语
通过聚焦上述技术突破点,强化研发投入与产学研协同,传感器与仪表元件行业将实现从“追随”到“领跑”的转变。高质量的元件供应不仅能够满足本土市场的多元需求,还将为制造业的数字化、智能化升级提供坚实支撑,进一步巩固产业链的竞争优势。










