传感器(transducer/sensor)是一种检测各种环境和运行设备的信息的感应装置,并能将检测到的信息,按一定的原理或规律,把输入信息转换成为便于计算机处理的电信号或其他所需形式的输出信息,以满足信息的传输、存储、处理、控制、显示和记录等要求。未来物联网的发展潜力巨大,在万物互联的需求下,几乎所有的技术系统都离不开传感器。
按照功能划分,传感器可分为热敏元件、光敏元件、声敏元件、力敏元件、磁敏元件、气敏元件、湿敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件十大类。
上述所有的传感器,都是专门利用了某一种场作为输入来执行检测任务的,输出为电信号,输入与输出之间是科学效应,其中蕴含了某种科学原理。热敏传感器与测量物场模型如图5-28所示。
图5-28 热敏传感器与测量物场模型(www.daowen.com)
在上图中,如果被测物S1原来的热场F1不易测量,可在引入热敏效应物质S2后,以电场F2的形式来较容易地测量和显示。F1、S2、F2三个基本要素共同组成了热敏传感器。两个场一个物质,是典型的测量类的物场模型。
要点小结
无论是计算机、手机的运算、存储、显示、网络器件,还是各类传感器和数码设备等,这些大家所熟知的赛博系统(Cyber System),都是基于物场的基本原理工作的。物质支持了场的存在,场支持了数字化、信息化的基本原理实现。赛博系统和物理系统的不断彼此融合与互联,形成了赛博物理系统(CPS),为未来无所不在的物联网铺平了道路。万物其内皆有场——CPS为物理系统注入了基于物场原理的赛博空间,万物其外皆有场——CPS必须在电磁场网络环境中工作。
物场模型遵循了向微观及增加场应用进化法则,它反映了物质世界发展的规律和技术系统进化的方向。物场模型是描述物质世界相互作用的一种基本原理,研发人员大多未必了解这些TRIZ的基本内容,但是这些基本原理却一直在主导着数字化、信息化设备的研发原理、进化方向与发展路径。了解并掌握物场模型,对产生高水平的研发成果具有重要的指导意义。
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