最新的傳感器，包括物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備，將在2020年前快速改變電子產(chǎn)業(yè)。不管是檢測病人蛋白質(zhì)水平的靜音心臟測試儀，還是為糾正錯位的乘客發(fā)出警告，這兩項新發(fā)明都是新近發(fā)明的。感應(yīng)器在電子裝置中起著重要作用。事實上，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳感器的應(yīng)用越來越廣泛。
根據(jù)行業(yè)報告，相對于計算機(jī)和通信設(shè)備市場，傳感器是目前規(guī)模最大，發(fā)展最快的。在日常生活中，你會發(fā)現(xiàn)傳感器，如智能手機(jī)，汽車，安全系統(tǒng)，甚至是咖啡壺！除消費電子外，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)療，核能，國防，航空，機(jī)器人和人工智能，農(nóng)業(yè)，環(huán)境監(jiān)測和深海應(yīng)用等領(lǐng)域都有著重要的作用。
首先是傳感器的智能化。
基本上，感應(yīng)器是一種輸入裝置，接收信號或刺激，并對之作出反應(yīng)。如今，一些傳感器將許多感測元件和讀出電路集成到一個硅片中，實現(xiàn)了高精度和多功能。制造商還采用了先進(jìn)的信號處理與轉(zhuǎn)換技術(shù)與方法。
新型傳感功能更加豐富，包括使用方便，使用方便，靈活等等。新技術(shù)的集成，提高了傳感器的智能化水平，使傳感器行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。
普通傳感器仍在許多應(yīng)用場合使用。但是微電子技術(shù)(MEMS)的創(chuàng)新和發(fā)展，正在將傳感器技術(shù)帶到一個全新的高度。通常傳感器的功能可以通過多種方式進(jìn)行擴(kuò)展，現(xiàn)在提供了許多其他功能。這種新型傳感器變得更加智能，提供更高的精度，靈活性和易于與分布系統(tǒng)集成的能力。
利用標(biāo)準(zhǔn)總線或無線網(wǎng)絡(luò)接口，智能傳感器既能與其他單片機(jī)進(jìn)行通信，又能與其他單片機(jī)進(jìn)行通信。該網(wǎng)絡(luò)接口使數(shù)據(jù)的傳輸更加方便，同時系統(tǒng)還可以擴(kuò)展。制造商可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)診斷傳感器故障，并指導(dǎo)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷。
一臺智能傳感器可以包含一系列模擬和數(shù)字模塊，每個模塊都有其特定的功能。通過數(shù)據(jù)處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，提高了傳感器的可靠性和測量精度。圖1展示了典型的智能傳感器結(jié)構(gòu)。
圖一：結(jié)構(gòu)的智能傳感器。
最近常用的一種傳感器。
由于所使用的技術(shù)(模擬/數(shù)字)不同，目前有各種各樣的傳感器。2020年有幾個最新的傳感器，包括物聯(lián)網(wǎng)傳感器，污染傳感器，RFID，圖像，生物識別，印刷，MEMS和NEMS傳感器。
首先是物聯(lián)網(wǎng)傳感器。
它包括溫度傳感器，近距離傳感器，壓力，射頻，紅外線，熱釋電，水質(zhì)，化學(xué)，煙，氣體，液位，汽車，醫(yī)療等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)傳感器。
新近的傳感器通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)視系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由于其獨特的靈活性，通過傳感器和因特網(wǎng)提供增強(qiáng)的數(shù)據(jù)收集、自動化和操作，因而在整個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)傳感器的全球市場在2015年達(dá)到73億美元。預(yù)計到2021年，這個數(shù)字將達(dá)到478億美元，比2016年的將近106億美元增加了35%，而且在2016-2011年之間每年都在增長。亞太傳感器市場預(yù)計年復(fù)合增長率為36.1%，從2016年的30億美元增長到2021年的140億美元。
二是污染傳感器。
空氣污染傳感器主要用于檢測和監(jiān)測室內(nèi)和室外周圍空氣污染狀況。盡管有各種各樣的空氣污染傳感器，但它們主要集中在五個參數(shù)上：微粒，臭氧，一氧化碳，二氧化硫和一氧化二氮?？諝馕廴緜鞲衅魍ǔr格較高，但一般使用的成本較低。
現(xiàn)在市場上有各種傳感器能夠檢測出直徑在2.5微米到10微米(PM10)之間、直徑小于2.5微米(PM2.5)的顆粒。圖2顯示了一個典型的PM傳感器，它在愛好者和實驗者中非常流行。
第二組：PM2.5/PM10傳感器。
圖3顯示了SharpCorporation輕松安裝PM2.5傳感器的10秒時間。
圖3:PM2.5傳感器
③RF識別傳感器。
米大的RFID芯片(圖4)可以直接插入皮下，作為識別卡使用。射頻識別芯片已廣泛應(yīng)用于許多產(chǎn)品，包括非接觸式銀行卡和Oyster卡。在一些案例中，這種芯片被植入寵物和牛群中進(jìn)行監(jiān)測。
圖4：顆粒級RFID芯片。
㈣穿戴式傳感器。
穿戴式傳感器包括醫(yī)療傳感器，GPS，慣性測量設(shè)備和光學(xué)傳感器等。穿戴式傳感器使用先進(jìn)的技術(shù)和微型電路，現(xiàn)已可部署在數(shù)字健康監(jiān)測系統(tǒng)中。
傳感器還集成到了不同的配件中，比如衣服、腕帶、眼鏡、耳機(jī)和智能手機(jī)。據(jù)IDTechEx報道，到2022年，光學(xué)，IMU和GPS傳感器將占據(jù)傳感器市場的半壁江山(圖5)。
圖片五：可穿戴設(shè)備
皮帶式應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)有望在全球傳感器市場上取得兩位數(shù)增長。由于生產(chǎn)成本的降低和傳感器功耗的降低，大多數(shù)傳統(tǒng)的有線連接將被無線傳感器所替代，并在將來集成到無線網(wǎng)絡(luò)中。
成像式傳感器的發(fā)展
智能機(jī)器的攝像機(jī)是圖像傳感器的最佳范例——圖像傳感器檢測和傳輸構(gòu)成圖像的信息。數(shù)字圖像正在迅速取代模擬圖像，目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)使用CMOS傳感器以提高速度和降低功耗。
圖像傳感器也可用于自動門。
第六圖：圖像傳感器。
第七，生物傳感器。
其中最常用的是生物識別指紋模塊。R30x指紋模組深受愛好者和實驗者的喜愛。在高通，指紋傳感器包括用于顯示、玻璃和金屬、指向性手勢檢測和屏幕匹配的傳感器。
第八，印刷式傳感器。
在柔性襯底上使用印刷傳感器的技術(shù)現(xiàn)在越來越流行。新一代的打印機(jī)傳感器將支持從人機(jī)接口到環(huán)境感知等多種應(yīng)用。根據(jù)IDTechEx報道，到2027年，印刷式傳感器的市場將達(dá)到76億美元。
印刷傳感器結(jié)構(gòu)簡單，只需幾個電極，其他傳感器復(fù)雜，需要多層沉積。它們的共同點是可以在塑料基板上制作，具有機(jī)械彈性、厚度大、重量輕等優(yōu)點。
③超聲傳感器。
超聲波傳感器通過發(fā)射超聲波，把被反射的聲音轉(zhuǎn)換為電子信號，從而測量目標(biāo)距離。超聲波比聲音傳播更快，而且可以產(chǎn)生效應(yīng)。
③無源紅外線傳感器。
無源紅外傳感器可以測量視野中物體發(fā)出的紅外(紅外)光。
⑧濕度傳感器
可以被測量的濕度傳感器(或濕度計)，濕度和空氣溫度的測量和報告。當(dāng)空氣溫度一定時，空氣中水分含量最高的部分稱為相對濕度。空氣濕度是影響人們追求舒適生活的重要因素。
微電子學(xué)與電子系統(tǒng)。
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)由1至100微米大小的部件組成。微傳感器和微致動器是其中最引人注目的元素。
微電子學(xué)一體化控制的MEMS設(shè)備，從結(jié)構(gòu)簡單到帶有多種運動元件的極端復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，一應(yīng)俱全。也就是說，MEMS傳感器是一種精密設(shè)備，其中機(jī)械部件、微型傳感器和信號調(diào)節(jié)電路都是用一小片硅片制成的。
微機(jī)電系統(tǒng)一般由機(jī)械微結(jié)構(gòu)，微致動器，微傳感器，微電子等組成。圖7顯示了MEMS設(shè)備的框圖。
圖7:MEMS結(jié)構(gòu)圖
微型傳感器可通過測量熱、化學(xué)、電氣或機(jī)械等信息對系統(tǒng)環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測。微執(zhí)行機(jī)構(gòu)處理這些變量，微執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)環(huán)境的變化而工作。
現(xiàn)在市場上有幾種常見的MEMS傳感器：
MEMS加速表。它可以測量加速時的靜態(tài)和動態(tài)作用力。它的主要類型是硅容量，壓阻，熱加速計。
MEMS加速度計可以用于智能手機(jī)中的多種控制，包括橫向和縱向模式切換，防模糊捕獲和口袋模式操作。
第二，MEMS陀螺。要檢測的物體角速度。利用MEMS陀螺儀和方向盤傳感器對車輛穩(wěn)定性側(cè)翻狀態(tài)進(jìn)行檢測。
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- 產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于10多種新型和智能化高端領(lǐng)域，包括工業(yè)自動化生產(chǎn)線、3C、新能源、機(jī)器人、機(jī)械制造、醫(yī)療、紡織、汽車、冶金以及交通等領(lǐng)域；
- 產(chǎn)品技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、新品研發(fā)能力強(qiáng)。
