1.1 相關(guān)定義及行業(yè)分類(lèi)
傳感器（sensor）是指能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件（sensing element）和轉換元件（transducing element）組成。其中，敏感元件指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分。轉換元件指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號部分。當輸出為規定的標準信號時(shí)，傳感器也被稱(chēng)為變送器（transmitter）。
儀器儀表（instrument或instrumentation）是指用以檢出、測量、觀(guān)察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數等的器具或設備。溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、分析儀表、實(shí)驗室儀表、工控機、控制系統、可編程序控制器（PLC）、分散控制系統（DCS）、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）、執行系統、工業(yè)通信系統等均屬于儀器儀表。過(guò)程領(lǐng)域中，儀表系統典型地由傳感器（如壓力、流量、溫度變送器）、邏輯解算器或控制系統（如PLC、DCS、FCS）和*終元件（如控制閥）組成。
按國民經(jīng)濟行業(yè)分類(lèi)，儀器儀表大類(lèi)包括9個(gè)中類(lèi)、20個(gè)小類(lèi)，具體如下：通用儀器儀表（工業(yè)自動(dòng)控制系統裝置、電工儀器儀表、繪圖/計算及測量?jì)x器、實(shí)驗分析儀器、試驗機、供應用儀器儀表、其他通用儀器）、專(zhuān)用儀器儀表（環(huán)境監測專(zhuān)用儀器儀表、運輸設備及生產(chǎn)用計數儀表、導航/測繪/氣象及海洋專(zhuān)用儀器、農林牧漁專(zhuān)用儀器儀表、地質(zhì)勘探和地震專(zhuān)用儀器、教學(xué)專(zhuān)用儀器、核子及核輻射測量?jì)x器、電子測量?jì)x器、其他專(zhuān)用儀器）、鐘表與計時(shí)儀器、光學(xué)儀器、衡器、其他儀器儀表。
1.2 重要作用
隨著(zhù)第四次工業(yè)革 命的到來(lái)，世界開(kāi)始進(jìn)入數字化和智能化時(shí)代。在智能化的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的數據和信息，而傳感器及儀器儀表是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中數據和信息的主要途徑與手段。許多科學(xué)研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現，往往會(huì )導致該領(lǐng)域內的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的先驅。因此，傳感器及儀器儀表技術(shù)是現代科技的前沿技術(shù)。杰出科學(xué)家王大珩院士指出，“機器是改造世界的工具，儀器儀表是認識世界的工具”。儀器儀表是工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，是科學(xué)研究的“先行官”，是**上的“戰斗力”，是現代社會(huì )活動(dòng)的“物化法官”。不言而喻，儀器儀表在當今時(shí)代推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有非常重要的地位。
傳感器及儀器儀表技術(shù)是材料學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、微電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、精密機械、仿生學(xué)、測量技術(shù)、半導體技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)，乃至系統科學(xué)、人工智能、自動(dòng)化技術(shù)等眾多學(xué)科相互交叉的綜合性高新技術(shù)密集型前沿技術(shù)。其研究、制造和應用技術(shù)水平是衡量一個(gè)國家綜合國力、科技水平、創(chuàng ) 新能力的重要指標。
我國工業(yè)正面臨轉型升級、提質(zhì)增效的關(guān)鍵階段。新一代信息技術(shù)與工業(yè)融合實(shí)現了一種全新的生產(chǎn)方法，實(shí)現了工廠(chǎng)和企業(yè)之間業(yè)務(wù)流程上的縱向網(wǎng)絡(luò )集成，企業(yè)上下游之間的橫向集成，以及產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值鏈集成。其中智能傳感器及儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的源頭和組成部分，對促進(jìn)工業(yè)轉型升級和高質(zhì)量發(fā)展、推動(dòng)現代國防建設、保障和提高人民生活水平發(fā)揮著(zhù)重要作用。
1.3 國家政策支持
鑒于傳感器及儀器儀表行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用，國家近年來(lái)推出了一系列相關(guān)政策大力支持行業(yè)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2013年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導意見(jiàn)》，其中著(zhù)重提出“加強低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，著(zhù)力突破物聯(lián)網(wǎng)核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎共性技術(shù)，加快傳感器網(wǎng)絡(luò )、智能終端、大數據處理、智能分析、服務(wù)集成等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)創(chuàng ) 新”。同年，工信部、科技部、財政部、國標委組織聯(lián)合印發(fā)了《加快推進(jìn)傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃》，并先后在工業(yè)領(lǐng)域、文物保護裝備領(lǐng)域開(kāi)展了產(chǎn)業(yè)化及應用專(zhuān)項行動(dòng)，取得很好的帶動(dòng)效應。此外，發(fā)改委、工信部等14個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)10個(gè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項行動(dòng)計劃，其中對傳感器的發(fā)展提出了明確的目標和要求。
2015年，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》，其中提出要“突破新型傳感器、智能測量?jì)x表、工業(yè)控制系統、伺服電機及驅動(dòng)器和減速器等智能核心裝置”。
2016年，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》，其中把傳感器及儀器儀表產(chǎn)業(yè)作為“推動(dòng)智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備邁上新臺階”、“超前布局戰略性產(chǎn)業(yè)，培育未來(lái)發(fā)展新優(yōu)勢”等工作的重要內容。同年，工信部、發(fā)改委、中國工程院聯(lián)合印發(fā)了《發(fā)展服務(wù)型制造專(zhuān)項行動(dòng)指南》，促進(jìn)制造業(yè)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉變。其中提出，引導制造業(yè)企業(yè)實(shí)施產(chǎn)品全生命周期管理（PLM），重點(diǎn)支持企業(yè)通過(guò)設備跟蹤系統和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)平臺進(jìn)行遠程監測、故障診斷、遠程維修、趨勢預測等在線(xiàn)支持服務(wù)。而這些服務(wù)都需要在生產(chǎn)制造和產(chǎn)品運維的全過(guò)程部署大量智能傳感器，實(shí)時(shí)提供數字化服務(wù)。
2017年，工信部印發(fā)了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南 （2017-2019年）》，指出智能傳感器及儀器儀表市場(chǎng)應用正呈現爆發(fā)式增長(cháng)態(tài)勢，已成為決定未來(lái)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心與基礎之一，已成為發(fā)達國家和跨國企業(yè)布局的戰略高地。產(chǎn)業(yè)總體目標要求：到2019年，我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)取得明顯突破，產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為完善，涌現出一批創(chuàng ) 新能力較強的國際先進(jìn)企業(yè)，技術(shù)水平穩步提升，產(chǎn)品結構不斷優(yōu)化，供給能力有效提高。
除了以上提到的政策文件以外，早在1998年，國家自然科學(xué)基金委就設立了科學(xué)儀器基礎研究專(zhuān)項。2011年，“國家重大科研儀器設備研制專(zhuān)項”和“國家重大科學(xué)儀器設備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項”設立，分別由國家自然科學(xué)基金委和科技部管理，一個(gè)負責原創(chuàng )性的儀器研究，一個(gè)負責工程化和產(chǎn)業(yè)化。在這些科研計劃的支持下，我國儀器技術(shù)研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已初見(jiàn)成效。以科技部“重大科學(xué)儀器設備開(kāi)發(fā)重點(diǎn)專(zhuān)項”為例，“十二五”科學(xué)儀器專(zhuān)項共安排項目208個(gè)，目前已全 面進(jìn)入驗收階段，有些成果已具備批量生產(chǎn)能力，得到了推廣應用?！笆濉逼陂g，科學(xué)儀器專(zhuān)項共安排項目142個(gè)，目前正處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程化樣機研制階段。
1.4 行業(yè)發(fā)展現狀及存在問(wèn)題
傳感器將是未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)的核心基礎。當前，全球信息技術(shù)發(fā)展正處于跨界融合、加速創(chuàng ) 新、深度調整的歷史時(shí)期，呈現萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能的新特征。智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)和新生態(tài)的興起，推動(dòng)全球生產(chǎn)方式和消費模式的重大改變，市場(chǎng)應用呈現爆發(fā)式增長(cháng)態(tài)勢。從第三方數據顯示2018年中國傳感器市場(chǎng)規模在2400億元，同比增長(cháng)11.6%，2019年將持續保持增長(cháng)態(tài)勢進(jìn)行提升。
發(fā)達工業(yè)國家都把傳感器及儀器儀表技術(shù)列為國家發(fā)展戰略。美國早在80年代就聲稱(chēng)世界已進(jìn)入傳感器時(shí)代，日本工商界人士聲稱(chēng)“支配了傳感器技術(shù)就能夠支配新時(shí)代”。世界技術(shù)發(fā)達國家對開(kāi)發(fā)傳感器技術(shù)都十分重視。美、日、英、法、德和獨聯(lián)體等國都把傳感器技術(shù)列為國家重點(diǎn)開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)之一。正是由于世界各國普遍重視和投入開(kāi)發(fā)，世界傳感器技術(shù)和應用發(fā)展十分迅速。
傳感器及儀器儀表產(chǎn)品門(mén)類(lèi)和品種規格繁多，據不完全統計有12大類(lèi)，42小類(lèi)，6000多品種，20000多種規格。這也導致我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現兩大趨勢：一是創(chuàng ) 新驅動(dòng)發(fā)展，實(shí)現了高靈敏度、高適應性、高可靠性，并向嵌入式、微型化、模塊化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展；二是企業(yè)形態(tài)呈集團化壟斷和精細化分工的有機結合，一方面大公司通過(guò)兼并重組，逐步形成壟斷地位，另一方面小企業(yè)則向“?。ㄖ校┒?、精而專(zhuān)、專(zhuān)而強”方向發(fā)展。
目前，我國傳感器及儀器儀表行業(yè)已形成門(mén)類(lèi)品種比較齊全、布局比較合理、具有一定技術(shù)基礎和生產(chǎn)規模的產(chǎn)業(yè)體系，是發(fā)展中國家規模*大、產(chǎn)品品種*齊全、綜合實(shí)力*強的傳感器及儀器儀表生產(chǎn)國，在國際儀器儀表市場(chǎng)中具有一定的地位。經(jīng)過(guò)近幾年國家政策支持，我國一批企業(yè)具備了一定的規模和技術(shù)實(shí)力。自主研發(fā)能力提升，設計、制造、封裝等環(huán)節產(chǎn)生了一批創(chuàng ) 新成果，部分技術(shù)領(lǐng)域打破了國際壟斷，初步形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)體系和技術(shù)創(chuàng ) 新體系。
我國傳感器及儀器儀表產(chǎn)業(yè)雖然得到了快速發(fā)展，但與國外的差距仍然較大，主要體現在：
（1）科技創(chuàng ) 新及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢；
（2）關(guān)鍵核心技術(shù)匱乏，低水平重復異常突出；
（3）行業(yè)發(fā)展不平衡不充分，低端產(chǎn)品面臨更加激烈競爭，中優(yōu)異產(chǎn)品整體發(fā)展不平衡，優(yōu)異產(chǎn)品被國外長(cháng)期壟斷；
（4）產(chǎn)品穩定性和可靠性長(cháng)期得不到根本性解決；
（5）大量進(jìn)口對產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成較大不利影響等。