编者按：传感器作为“信息时代的神经末梢”，已渗透到社会经济的每一个关键领域。本报日前刊登《》一文，作者九三中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长郭源生指出，“站在 ‘十五五’的新起点，我国传感器行业面临着巨大的机遇与挑战”，并建议未来聚焦电力、重大装备、智能制造、智慧农业、智慧医疗与大健康、智能家电及消费电子、城市安防、低空经济八大领域与场景，建强传感器产业。本报特邀郭源生副理事长就上述领域传感器应用前景、产业现状、未来建议等进行展开阐述，以形成产业共识，促进产业发展。

在现代民用航空工业体系中，传感器技术的先进程度不仅直接决定飞机的安全性与运营经济性，更成为衡量一个国家航空工业完整性与核心竞争力的核心标志。

当今，全球民航运输网络已覆盖195个国家、连接4000余个机场，3.8万架客机在日夜穿梭。我国民航客机保有量为4500余架，年运旅客超7亿人次，收入突破7000亿元，属于全球民航业发展最快的市场之一。然而，当人们惊叹于大型客机从跑道腾空而起、在万米高空平稳巡航，或是在强对流天气中穿越雷雨云区、于凌晨微光中精准停靠廊桥时，往往忽略了遍布机身12大核心系统的数千个传感器精准采集着数百万组关键数据，并通过机载总线实时传输至飞行控制系统，所构建起航空安全的“第一道防线”。

民用飞机传感器技术：构建全维度飞行感知体系的主导者

大型航空飞行器需要完备的感知系统和海量的传感器，一架窄体客机（如C919、波音737MAX）需要搭载超3000个独立传感器，宽体客机（如空客A350、波音787）突破5000个，广泛分布于飞行控制、动力系统、航电通信、客舱环境、安全监测等关键领域。以C919为例，通过传感器年均采集数据量高达12TB，相当于6000部高清电影的存储容量，能提前识别发动机轴承磨损、机身结构应变等潜在隐患，为飞行控制与运维提供核心支撑。

功能导向：按核心作用划分，覆盖飞行全流程需求

按功能可将传感器分为四大类，各类传感器通过参数协同与冗余设计，确保飞行全流程安全。其中，飞行控制类传感器占比35%，是姿态稳定的核心；动力系统类占比28%，保障发动机可靠运行；航电客舱类占比22%，平衡效率与体验；安全诊断类占比15%，筑牢最后防线。

1. 飞行控制类传感器：飞机的 “姿态调节器”

用于实时采集大气环境与飞机姿态数据，为自动驾驶系统提供决策依据。普遍采用同一参数由3个独立传感器测量的“三余度”设计，确保单一故障不影响系统功能。

大气数据传感器，由静压孔、总压孔、攻角传感器组成，安装于机头、机翼前缘等气流平稳区域。静压孔测量大气静压以计算高度，量程覆盖-1000米至15000米，精度±0.3% FS，高度误差不超过45米，确保不会因高度误判进入危险空域；总压孔采集气流总压，结合静压计算空速，量程0~1000公里/小时，精度±0.5% FS，避免起飞时速度不足导致失速；攻角传感器测量气流与机翼弦线夹角，量程-10°~40°，精度±0.1°，当攻角接近失速临界值16°~18°时，系统自动调整姿态。

惯性测量单元（IMU）相当于人类内耳前庭系统，无需外部参考即可测量加速度与角速度。基于MEMS技术，体积仅为传统机械陀螺的1/10，重量不足100克。国产C919集成3个加速度计与3个陀螺仪：加速度计量程±10g，精度±0.001g，可捕捉气流扰动下0.01g 的细微加速度变化；陀螺仪量程±300°/秒，精度±0.01°/小时，即便无卫星信号，也能保持姿态稳定。

舵面位置传感器安装于升降舵、副翼、方向舵的传动机构，监测舵面偏转角度，确保指令精准执行。多采用LVDT（线性可变差动变压器）技术，通过铁芯位移改变线圈电感，输出与位移成正比的电压信号，具有无磨损、精度高的特点。波音787的副翼位置传感器测量范围0~300毫米，精度±0.1毫米，响应时间＜10毫秒，在-50℃~85℃温度范围内误差变化＜0.2%。当舵面实际位置与指令偏差超0.5毫米时，液压执行机构会自动修正，避免因传动间隙导致的姿态偏差。这一设计使航向控制精度提升至±0.5°，在侧风着陆时尤为关键。

2. 动力系统监测类传感器：发动机的 “健康管家”

飞机发动机是复杂的高温旋转机械，涡轮叶片需在1200℃下以20000转/分钟运转，任何故障都可能导致“空中停车”。动力系统传感器通过监测振动、温度、燃油流量等参数，提前预警故障，2024年我国民航提前预警发动机隐患43起，避免12起一级事故。

发动机振动传感器安装于机匣关键部位，捕捉转子不平衡、叶片损伤等异常振动。其核心元件为PZT-5H压电陶瓷，可将机械振动转化为电荷信号，频响范围0.1~10000Hz，量程±50g。C919采用的CFM LEAP-1C 发动机的振动传感器，在高压压气机部位监测到200Hz左右的异常峰值时，可判断为转子不平衡；500Hz峰值则对应叶片损伤。

燃油流量传感器安装于供油管路，监测燃油进入燃烧室的流量，为航程计算与燃油经济性分析提供数据。传感器采用电磁式技术，通过燃油在磁场中流动产生的感应电动势计算流量，无机械磨损，寿命超10000飞行小时。空客 A350 的燃油流量传感器量程0~1000公斤/小时，精度±0.2%FS，在-40℃~60℃、0~5MPa工况下误差变化＜0.3%。波音787采用双路冗余设计，同一管路安装2个传感器，偏差超0.5%时自动切换至可靠一路。这对跨洋飞行至关重要，例如北京-纽约航线需精确计算燃油消耗，流量传感器误差每降低 0.1%，可减少50公斤的燃油冗余携带，提升经济性。

排气温度传感器（EGT）安装于涡轮出口，通过排气温度间接反映涡轮叶片温度，是发动机保护的核心。其采用K型热电偶（镍铬-镍硅合金），量程0~1200℃，精度±5℃，响应时间＜0.5秒。普惠PW1100G发动机的EGT报警阈值设为950℃，超温时自动限制推力；达1050℃时触发迫降指令。

3. 航电与客舱类传感器：效率与体验的 “平衡者”

用于支撑导航通信和调节客舱环境。传感器有“单点监测”发展“分区精准控制”的微系统。

雷达高度计安装于机身腹部，通过脉冲多普勒雷达测量离地高度，为自动着陆提供数据。与一般测相对海拔高度不同，其直接反映飞机与地面绝对值高度和距离，在低能见度着陆时尤为重要。雷神AN/APN-241雷达高度计量程 0~3000米，低空0~100米，精度±0.5米，高空±2米，数据更新率10Hz。

客舱压力传感器安装于侧壁面板，监测客舱气压并联动增压系统。采用电容式原理，量程50~110kPa（对应海拔-1000米至3000米），精度±0.2kPa。波音737MAX的客舱压力低于70kPa时，增压泵自动启动，将压力维持在80kPa，避免乘客头晕胸闷；若检测到压力骤降，1 秒内触发应急供氧，为机组争取12分钟迫降时间。

客舱温度传感器安装于空调回风口与座椅下方，联动 PID 控制器实现分区控温。C919 将客舱分为前、中、后三区，每区配备2个温度传感器，量程-20℃~50℃，精度±0.3℃，温度波动控制在±1℃。部分机型还配备人体红外传感器，根据乘客密度调整舱内温度，提升舒适度。

4. 安全与故障诊断类传感器：最后的 “安全屏障”

这类传感器监测结构应力、火情、轮胎状态等，在故障萌芽阶段发出预警，是飞行安全的最后防线。

起落架应力传感器安装于起落架支柱，采用应变片技术，量程0~500kN，精度±0.8% FS，监测着陆冲击与滑行载荷。

防火传感器部署于货舱、发动机舱，采用“光电烟雾探测+热电偶温度监测”双重机制。货舱传感器烟雾阈值0.01%obs/m（每米光衰减率），温度超 70℃时触发灭火。

轮胎压力温度传感器（TPMS）安装于轮毂内侧，通过蓝牙传输数据，监测轮胎压力与温度。米其林为波音737MAX配套的TPMS，压力量程0~2MPa（精度±0.02MPa），温度量程-40℃~120℃（精度±1℃），续航超1000小时。当压力低于1.2MPa或高于1.8MPa、温度超100℃时，驾驶舱报警。

技术原理：适配极端工况的核心路径

不同技术原理的传感器，在精度、耐温性、抗干扰性上各有优势，适配飞机不同部位的极端工况。按原理可分为四类，共同构成传感器技术基石。

1. 气动参数检测技术

皮托管-静压管技术是主流，通过皮托管测总压、静压管测静压，结合温度计算空速与高度。其优势是可靠性高，故障概率＜10⁻⁶/飞行小时，成本低；缺点是大攻角时误差增加5%~10%。空客A320neo 的皮托管采用钛合金外壳，外部包裹镍铬合金加热片，功率50~100W，-40℃时可在30秒内融化冰层，避免结冰影响测量。

光纤式大气传感技术是未来方向，利用光纤光弹效应测量压力，抗电磁干扰能力强，精度提升20%，体积缩小50%。空客A350在部分机型上试点该技术，其光纤传感器直径仅0.5毫米，可集成在机翼蒙皮内，不影响气动外形。

2. 动力参数监测技术

压电传感技术：核心是PZT-5H压电陶瓷，将振动转化为电荷信号，频响 0.1~10000Hz，耐温-50℃~1200℃。为降低温度漂移，传感器采用“双压电晶体对称设计”，温度变化时两晶体输出信号抵消，误差控制在±0.5%/100℃以内。普惠PW1100G发动机的振动传感器，通过该技术在1000℃环境下仍保持±0.1g的精度，确保对叶片颤振的精准监测。

磁电式转速传感技术：通过电磁感应计算转速，具有结构简单、寿命长的优势。该传感器测量范围 0~30000转/分钟，精度±0.1%。无需外部供电，耐温范围-50℃~300℃，可直接安装于发动机齿轮箱外侧，寿命超20000飞行小时，几乎无需维护，成本降低60%。

热电偶技术：利用两种不同金属导体组成的闭合回路，当两端温度不同时产生热电势，通过热电势与温度的对应关系计算被测温度。民用飞机发动机常用的K型热电偶（镍铬-镍硅合金），测量范围0~1200℃，热电势率约41μV/℃，在1000℃时热电势约41mV，精度±5℃。为提升响应速度，EGT传感器的热电偶丝直径通常仅0.5 毫米，保护管采用薄壁碳化硅陶瓷（厚度1毫米），重量不足8克，响应时间＜0.5 秒，可快速捕捉排气温度变化。同时，为减少热传导误差，传感器采用“三线制”接线方式，通过补偿导线消除环境温度对测量的影响。

3. 姿态与位置检测技术

主要用于测量飞机的加速度、角速度、位置等参数，是飞行控制与导航的核心，按原理可分为MEMS惯性传感、卫星导航辅助、激光陀螺三类。

MEMS 惯性传感技术：运用MEMS工艺制备出“质量块-弹簧-阻尼”微系统，当传感器承受加速度时，质量块相对壳体产生位移，通过电容或压阻方式检测位移，进而计算加速度，具有体积小、重量轻、成本低的优势。典型质量块尺寸仅100×100μm，弹簧由单晶硅制成，厚度2μm，量程±10g，精度 ±0.001g，零漂＜10μg/h，可捕捉气流扰动下0.01g 的细微加速度变化。

MEMS陀螺仪：基于“科里奥利力”原理，通过驱动质量块做周期性振动，当传感器绕某一轴旋转时，质量块受到科里奥利力作用产生垂直于振动方向的位移，同样通过电容检测位移计算角速度。

卫星导航辅助技术：通过接收全球导航卫星系统（GNSS、北斗、GPS）信号，计算飞机的位置、速度、航向等参数，与惯性测量单元形成互补。民用飞机通常采用“多星座多频点”接收方案，同时接收北斗B1/B2频点、GPS L1/L2 频点信号，定位精度可达1米（静态）、3米（动态），速度测量精度±0.1米/秒，航向精度±0.1°。为提升抗干扰能力，卫星导航接收机采用“自适应滤波”与“波束成形”技术，可抑制50dB以上的窄带干扰。

激光陀螺技术：基于“萨格纳克效应”，通过测量环形激光在旋转坐标系中的光程差，计算旋转角速度，具有精度高、寿命长、无运动部件的优势。核心其是“环形谐振腔”，通常由低膨胀系数的玻璃或陶瓷制成，腔内充有氦氖激光气体，通过电极激发产生激光，激光在腔内沿顺时针和逆时针方向传播，当陀螺旋转时，两束激光光程差不同，形成拍频，拍频与旋转角速度成正比。

4. 环境与安全检测技术

主要用于监测客舱环境、结构应力、火情等，保障乘客安全与乘坐体验，按原理可分为电容式传感、光电式传感、应变片技术三类。

电容式传感技术：采用电容“极板间距、正对面积、介电常数”变化量检测物理量，广泛应用于温度、压力、湿度等参数测量。其温度感应是“温敏介电材料”，其介电常数随温度变化，通过测量电容值即可计算温度。例如，C919 客舱温度传感器采用的钛酸钡陶瓷，介电常数在-20℃~50℃范围内随温度线性变化，电容值从100pF变化至200pF，测量精度±0.3℃，响应时间＜1秒，可快速捕捉客舱温度波动。

光电式传感技术：采用“红外发射管+接收管”，当有烟雾颗粒进入检测腔时，红外光被散射，接收管接收到散射光并输出信号，灵敏度通过烟雾浓度阈值（0.01% obs/m）设定。波音787货舱采用双波长红外发射（850nm 与 940nm），可区分烟雾与灰尘，避免误报警。光电式液位传感器则通过测量液体对光的反射与折射差异，判断液位高度，空客A320燃油液位传感器，安装于油箱底部，当燃油覆盖传感器时，红外光折射进入液体，接收管信号减弱；当燃油低于传感器时，红外光反射回接收管，信号增强，通过多点阵列可测量燃油液位，精度±1%，确保燃油量计算准确。

应变片技术：基于“金属电阻应变效应”，当金属丝承受机械变形时，电阻值随变形发生变化，通过测量电阻变化计算应变，进而换算为应力或力。飞机常用的金属应变片灵敏系数约2.1，电阻值通常为120Ω或350Ω，应变测量范围-2000με~+2000με，精度±0.1% FS。为适应飞机结构的复杂形状，应变片可制成不同尺寸，最小长度仅1mm，可粘贴于起落架支柱、机翼主梁等关键部位。在安装过程中，需通过专用胶水将应变片粘贴在结构表面，确保应变片与结构变形一致，同时进行防潮、防腐蚀处理。在波音737起落架应力监测系统中，应变片粘贴后覆盖聚酰亚胺保护膜，厚度50μm，可在-50℃~80℃环境下保持稳定，寿命超5000飞行小时。通过测量应变，结合结构材料的弹性模量（如铝合金的弹性模量约70GPa），可计算结构承受的应力，当应力超设计值的90%时，系统发出预警，避免结构疲劳损伤。

安装场景：按部署位置划分，适配不同环境要求

飞机传感器安装环境差异极大，从-60℃的高空外部，到1200℃的发动机舱，再到25℃±5℃的客舱内部，不同场景对传感器的防护设计、材料选择、结构固定提出不同要求。按部署位置可分为机身外部、发动机舱、机身内部三类，每类场景都有针对性的技术方案，确保传感器在极端环境下可靠工作。

1. 机身外部传感器：抗低温、强气流、盐雾

机身外部传感器主要包括大气数据传感器（皮托管、静压孔、攻角传感器）、雷达高度计、起落架应力传感器等，安装于机头、机翼前缘、机身腹部、起落架舱等部位，需承受-60℃~80℃的温度变化、0.8马赫的气流冲击、沿海地区的盐雾腐蚀，防护设计是核心。

低温防护方面，需避免低温导致材料脆化、电子元件失效。大气数据的皮托管、攻角传感器通常配备电加热系统，采用镍铬合金加热片（电阻率1.1Ω・mm²/m），功率50~100W，通过温度控制器自动调节加热功率。当环境温度低于0℃时，加热片启动，使传感器表面温度维持在5℃~10℃，防止结冰堵塞；当温度高于10℃时，加热片关闭，避免过度耗电。

气流冲击防护方面，需采用流线型设计，减少气流阻力与扰动，同时确保结构强度。攻角传感器的迎风面采用流线型曲率（曲率半径5mm），表面粗糙度Ra＜0.8μm，降低气流分离导致的测量误差；壳体采用钛合金（TC4）一体成型，抗拉强度900MPa，屈服强度800MPa，可承受0.8马赫气流产生的200kPa压力，避免结构变形。雷达高度计的天线罩采用玻璃钢复合材料（玻璃纤维+环氧树脂），密度1.8g/cm³，抗拉强度300MPa，同时具有良好的雷达波穿透性（透波率＞90%），天线罩表面采用“防雷击涂层”（铝粉+聚氨酯），厚度50μm，可释放雷击电流，保护内部天线。

盐雾腐蚀防护方面，沿海地区运营的飞机需重点关注，传感器表面采用多层防腐处理。机身外部传感器的壳体通常经过“阳极氧化+钝化+涂漆”三步处理：阳极氧化在铝合金表面形成5~10μm的氧化膜，提高耐腐蚀性；钝化采用铬酸盐处理，封闭氧化膜孔隙；涂漆采用氟碳涂料（如聚四氟乙烯），厚度 20~30μm，盐雾腐蚀寿命超10000小时。起落架应力传感器的应变片则采用 “聚酰亚胺基底+镍铬合金敏感栅”，表面覆盖聚酰亚胺保护膜，厚度50μm，可在5%氯化钠溶液中浸泡1000小时无腐蚀，确保应变测量精度。

2. 发动机舱传感器：耐高温、高振动、油气腐蚀

发动机舱是最恶劣的安装环境，需承受1200℃的高温、30g的振动（频率 10~1000Hz）、油气混合物腐蚀，技术难度最高，主要包括发动机振动、EGT、燃油流量传感器等。

耐高温设计是核心，核心部件与外壳需采用耐高温材料。EGT传感器的热电偶保护管采用碳化硅陶瓷（SiC），耐温温度1600℃，热膨胀系数 2.5×10⁻⁶/℃，在1200℃高温下热变形量＜0.1mm，同时具有良好的抗氧化性，可在发动机排气环境下长期工作；接线端子采用高温合金（Inconel718），耐温650℃，抗拉强度1300MPa，避免高温导致的端子软化。发动机振动传感器的壳体采用钛合金（Ti-6Al-4V），耐温600℃，内部电路的PCB 板采用聚酰亚胺基板（耐温300℃），电子元件采用高温型号（如高温电容耐温250℃、高温电阻耐温300℃），确保在300℃环境下电路正常工作。 普惠PW1100G发动机的振动传感器，在300℃的环境下，零漂＜0.1g，测量精度保持±0.1g。

抗振动设计需通过多层减震与冗余固定实现。传感器的安装底座采用“金属弹簧+硅胶垫+阻尼材料”多层减震结构，金属弹簧（不锈钢材质）提供刚性支撑，硅胶垫吸收中低频振动，阻尼材料消耗高频振动能量，可将30g的振动衰减至5g以下。在1000Hz共振频率下，振动传递率＜10%，避免传感器内部元件因剧烈振动损坏。

油气腐蚀防护需加强密封设计，防止油气进入内部。外壳接缝处采用“金属密封+氟橡胶密封圈”双重密封，金属密封通过激光焊接实现，密封面平整度＜0.1mm，可承受1MPa压力；氟橡胶密封圈耐油、耐温范围-20℃~200℃，压缩量控制在20%~30%，确保密封效果。燃油流量传感器的测量腔采用“激光焊接+氦质谱检漏”工艺，检漏精度＜1×10⁻⁹Pa・m³/s，确保无燃油泄漏，同时防止油气进入电路部分导致短路。

3. 机身内部传感器：低功耗、小体积、易维护

主要包括客舱温湿度、客舱压力、航电系统传感器等，安装于客舱、驾驶舱、航电设备舱等部位，环境温度稳定（25℃±5℃），无剧烈振动与极端腐蚀，但需满足低功耗（避免消耗过多机上电源）、小体积（适应密集安装空间）、易维护（降低维修成本）的要求，核心技术方向是集成化、微型化与模块化设计。

低功耗设计方面，传感器通过优化电路结构与选用低功耗元件，将功耗控制在毫瓦级。客舱温度传感器采用“间歇工作模式”，默认每10秒采集一次数据，采集时功耗5mA，休眠时功耗＜10μA，平均功耗仅0.5mA，单节锂电池即可供电1年以上。

小体积设计依托MEMS技术与系统级封装（SiP），实现传感器的微型化。客舱 CO₂浓度传感器采用“MEMS红外光源+微型探测器”结构，体积仅 10×10×5mm，重量不足2克，可直接集成在空调出风口内，不占用额外空间；航电系统多参数集成模块更是将温度、湿度、气压、VOC传感器集成在一个模块中，替代传统4个独立传感器，体积缩小70%，重量减轻 60%，同时减少80%的布线量，减少了线路故障风险。

易维护设计通过标准化接口与模块化结构实现，降低维修难度与成本。机身内部传感器普遍采用“插拔式接口”，如ARINC429数据接口、M12圆形电源接口，维修人员无需焊接，仅需1分钟即可完成传感器更换，较传统焊接式接口节省90%的维修时间。同时，传感器具备“自诊断功能”，通过内置的温度、电源监测电路，实时检测自身工作状态，当出现元件故障或参数漂移时，自动向地面运维系统发送故障码，维修人员可根据故障码精准定位问题，无需逐一排查，年维修成本降低40%，飞机停场时间减少25%。

民用飞机传感器技术：应用现状与产业格局

我国民用飞机传感器技术仍未摆脱“完全依赖进口”的局面，产业体系尚不完善，技术与工艺短板明显，高端产品仍依赖进口，呈现“机遇与挑战并存”的格局。

市场规模与应用分布

2024年全球民用飞机传感器市场规模达85.2亿美元，中国为18.7亿美元，市场占比22%，预计2030年我国将突破35亿美元，年复合增长率11.5%，增速高于全球平均水平（8.2%）。从应用领域看，飞行控制类传感器占比35%（6.55亿美元），动力系统类占比28%（5.24亿美元），航电客舱类占比22%（4.11亿美元），安全诊断类占比15%（2.81亿美元），形成以飞行控制与动力系统为核心的市场结构。随着我国民航机队老龄化（2024年机龄超10年的客机占比35%），传感器更换需求将逐步释放，预计2026-2030年更换市场规模年均增长15%，成为拉动市场的重要力量。

当前技术短板与挑战

制约航空传感器产业向高端升级的主要三个方面：

一是高端传感器进口率85%，具有高度依赖性。

激光陀螺IMU精度±0.0001°/小时，寿命超100000飞行小时；发动机高温传感器，1200℃以上的EGT传感器同样依赖进口；雷达高度计实现±0.1米的测量精度，这些参数指标短期内很难超越。

二是极端环境适应性不足，差距明显。

在低温性能、抗电磁干扰能力、盐雾腐蚀抗性三个维度可靠性指标，与国际一流水平存在明显差距。低温性能国外在-80℃环境下故障率＜3%。而我国在-60℃以下的故障率达12.5%。

在盐雾腐蚀抗性方面，国外壳体采用“物理气相沉积（PVD）+陶瓷涂层”工艺，涂层厚度20μm，致密性高，盐雾腐蚀速率降低90%。我国传感器多采用 “镀锌+钝化”处理，涂层厚度5~8μm，且存在针孔缺陷，抗腐蚀能力大幅降低。

三是标准化体系缺失。

国内民用飞机传感器行业尚未形成统一的标准体系，不同厂家、不同机型的传感器在接口、数据格式、测试方法上存在差异，与国外、国内同行均不一致，导致 “兼容性差、维护难、成本高”，制约了行业规模化发展。

民用飞机传感器技术：未来发展趋势与自主创新路径

面对诸多短板，我国需通过核心技术攻关、标准体系建设、产业协同创新，推动传感器产业全面升级与高质量发展。

技术升级方向：瞄准 “三高一低”

未来5年，我国民用飞机传感器技术将聚焦“高精度、高可靠、高集成、低功耗”，通过新材料、新结构、新算法突破性能瓶颈。

1.精度与可靠性提升。

在精度方面，大气数据传感器将突破“光纤Fabry-Perot干涉仪”技术，通过测量光的干涉条纹变化计算压力，压力分辨率达0.1Pa，高度测量精度从 ±0.3% FS 提升至±0.1% FS，空速精度从±0.5%FS提升至±0.2%FS；惯性测量单元将突破“激光陀螺小型化”与“MEMS误差补偿算法”，精度达±0.0001°/小时，与国际同类持平；MEMS IMU通过“卡尔曼滤波+神经网络补偿”算法，将零漂从±0.1°/小时降至±0.01°/小时，满足宽体客机对惯性导航的高精度需求；发动机EGT传感器将采用“SiC基MEMS+纳米涂层”技术，实现1200℃高温下10000小时稳定性测试，将漂移控制在＜2℃，达到贺利氏同类产品水平，打破进口依赖。

在可靠性方面，全面推行“冗余设计+健康管理”双保障：飞行控制类传感器从“三余度”升级为“四余度”；同时，传感器内置“健康监测芯片”，实时采集自身温度、电源、信号完整性数据，通过AI算法预测寿命，如波音787改进型号的发动机振动传感器，可提前300飞行小时预警元件老化，避免突发故障。

2.高集成与微型化突破。

依托MEMS技术与系统级封装（SiP），传感器将从“单一参数测量”向 “多参数集成”转型，大幅缩小体积、减轻重量、减少布线。航电系统将推出 “六合一集成模块”，将温度、湿度、气压、CO₂浓度、VOC、颗粒物（PM2.5）传感器集成在一个模块中，替代传统6个独立传感器，体积缩小80%，重量减轻70%，布线量减少90%，使航电设备舱重量从50kg降至35kg，每年每架飞机可节省燃油1200公斤。

发动机领域将研发“智能传感器节点”，将振动、温度、压力、转速传感器与数据处理芯片集成在一个节点中，直接安装于发动机机匣，通过无线传输将数据发送至机载系统，替代传统有线传输，减少发动机内部布线量50%，避免导线因高温、振动老化引发的故障。

3.低功耗与长寿命优化。

针对机上电源负荷紧张问题，将通过“新型低功耗材料+能量回收技术”以降低能耗。客舱环境传感器将采用“石墨烯基传感器”，其工作电流从传统的5mA降至0.5mA，功耗降低90%，同时响应时间从1秒缩短至0.1秒，可更快捕捉客舱环境变化；发动机传感器将引入“振动能量回收”技术，通过微型压电发电机将发动机振动转化为电能，为传感器供电，实现“无源工作”，彻底摆脱对机上电源的依赖。

在寿命方面，将采用“耐高温、抗腐蚀新材料”延长服役周期。机身外部传感器壳体将采用“钛合金+陶瓷复合涂层”，耐盐雾腐蚀寿命从4000飞行小时提升至12000飞行小时，减少沿海地区传感器更换频率；发动机传感器的接线端子将采用“高温合金+镀金处理”，耐温从650℃提升至800℃，寿命从10000飞行小时延长至20000飞行小时，与发动机大修周期同步，避免中途更换，以降低更换成本。

应用场景拓展：从“安全保障”到“智能服务”

随着智慧民航建设推进，传感器技术将从传统的“飞行安全保障”向“智能运维”“乘客服务”“绿色运营” 等场景延伸。

1.预测性维护：从“故障维修”到“提前预警”

通过传感器实时采集飞机结构、发动机、航电系统的健康数据，结合大数据与 AI 算法，构建 “故障预测模型”，提前识别潜在隐患，实现 “按需维修”。飞机结构健康监测将采用“分布式光纤传感器”，将光纤埋入机翼、机身复合材料结构中，实时监测结构应变、裂纹，当应变超设计值90%或出现0.1mm裂纹时，自动预警。

2.智能客舱：从“基础舒适”到“个性化服务”

传感器技术将打造“千人千面”的个性化智能客舱。客舱座椅将配备“人体传感矩阵”，包括压力传感器（监测坐姿）、心率传感器（监测健康状态）、温度传感器（监测体表温度），当传感器检测到乘客坐姿僵硬（压力分布集中）时，自动调节座椅靠背角度与腰托；当检测到乘客心率异常（如＞120 次/分钟）时，自动通知乘务员并提供医疗协助。

3.绿色运营：从“能耗优化”到“减排降本”

传感器技术将助力飞机降低燃油消耗与碳排放，实现绿色运营。发动机燃油流量传感器将采用“高精度电磁式”技术，测量精度从±0.2%FS提升至±0.1% FS，更精准计算燃油消耗，飞行员可根据实时油耗数据调整推力，使每百公里燃油消耗降低1%。以波音737MAX为例，每年每架飞机可减少燃油消耗1.2万公斤，减少碳排放3.7万公斤。

飞机起降阶段将引入“地面滑行传感器”，通过安装在起落架的速度传感器、距离传感器，实时计算滑行速度与距离，AI算法优化滑行路径，减少地面滑行时间。

产业创新路径：构建“自主可控”生态体系

针对我国传感器产业短板，需通过“核心技术攻关”“标准体系建设”“产业集群培育”三措并举，构建自主可控的产业生态，推动产业高质量发展。

1. 核心技术攻关：聚焦 “卡脖子” 领域

组建 “国家民用飞机传感器创新中心”，整合中电科、中航工业、中科院、高校等资源，重点攻关激光陀螺IMU、高温EGT传感器、高端雷达高度计等“卡脖子”产品，实现关键技术突破。同时，攻关传感器核心芯片与材料，如高精度ADC（模数转换器）、低功耗 MCU（微控制器）、SiC 陶瓷、压电陶瓷，2030 年实现核心芯片与材料100%国产化，避免“卡脖子”风险。

2. 标准体系建设：统一 “技术规范”

由工信部、民航局牵头，联合中国航空工业协会、中国商飞，构建“国家-行业-企业”三级标准体系，2028年完成15项关键标准制定，实现传感器 “接口统一、数据兼容、测试规范”。同时，建立“标准符合性认证机制”，开展传感器标准认证，通过认证的产品纳入“民用飞机传感器合格供应商目录”，航空公司优先采购；2026年起，国产客机配套的传感器必须通过行业标准认证，未通过认证的产品不得装机，确保产品质量。

3. 产业集群培育：打造 “协同生态”

依托我国民航产业基地，培育3~5个具有国际竞争力的传感器产业集群，形成 “研发-设计-制造-测试-应用”完整产业链；建立“产业链协同机制”，推动上下游企业合作；设立“民用飞机传感器产业基金”，总规模50亿元，支持企业技术研发、产能扩张、并购重组，力争2030年产业规模突破200亿元。

结束语

回顾发展历程，常规传感器领域正在打破进口依赖；降低“卡脖子”风险，极端环境适应性、标准体系建设也一步一步地突破。

展望未来，随着技术创新与升级、多场景应用拓展、自主产业生态构建，我国民用飞机传感器产业将迎来高质量发展：预计2027年实现激光陀螺IMU量产，2028年突破高温EGT传感器，2030年建成自主可控的产业体系，国产化率超 80%，产业规模突破200亿元，形成3~5家具有国际竞争力的企业，为国产大飞机走向全球、民航业绿色智能发展提供坚实支撑。

在实现民用航空强国的征程中，传感器产业必将肩负起“感知未来、守护安全”的使命，以自主创新突破技术壁垒，以协同生态构建产业优势，为全球航空业增添新的色彩。

作者 丨九三学社中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长 郭源生

编辑丨杨鹏岳

美编丨马利亚

监制丨赵晨