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智能时代 传感器迎来新一轮喷发


  来源: 传感器专家网 时间:2020-07-16 编辑:仪器仪表WXF
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智能传感器”是一个非常分散甚至被滥用的术语。现在技术领域的几乎所有事物都可以加上“智能”这个前缀。此外,由于智能传感器越来越多地基于微电子设备的集成,因此在大多数专业文献中普遍接受的定义是:


一般来说,智能传感器一词是在20世纪80年代中期提出的,而“智能”一词则是由于集成了微控制器单元(MCU)、数字信号处理器(DSP)以及其他设备所需的智能,以及应用专用集成电路(ASIC)技术,通过积极研究控制系统输入和输出侧的智能硅器件而开发。后来,这个术语的含义被扩展到了微机电系统(MEMS),用来描述用半导体制造工艺制造传感器和执行器的结构。



且从80年代末期到90年代中后期,随着单片机技术的发展,将单片微处理器嵌入传感器中实现温度补偿 、修正 、校准,同时A/D变换器直接将原来的模拟信号转换为数字信号 ,也让传感器更智能。


之后随着PC与信息化技术的兴起,智能传感器产品开始出现及进入商业化——智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。


进入21世纪后,人类全面步入信息时代,从一定意义上讲,也就是进入了传感器时代。


由于MEMS技术、低能耗的模拟和数字电路技术、低能耗的无线射频(RF)技术、传感器技术的发展,使得开发小体积、低成本、低功耗的微传感器成为可能。这种微传感器一般装备有:一个用于感知外界环境物理量的敏感组件(如压力、温度、湿度、光、声、磁等),一个用于处理敏感组件采集信息的计算模块,一个用于通信的无线电收发模块,一个为微传感器的各种操作提供能量的电源模块。我们称之为 “智能网络化传感器”。


同时,物联网大时代催热智能传感器。


物联网(IoT)是把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。传感器作为物联网三大层次结构之一的感知层的重要组成部分,将现实世界中的物理量、化学量、生物量等转化成可供处理的数字信号,是实现物联网的基础和前提,同时MEMS(微机电)技术作为支撑技术,在物联网的发展中起着至关重要的作用。


随着人类步入智能时代,物联网将驶入快车道,作为物联网的基础和核心以及数据的入口,智能传感器产业将随之被引爆。


据MRFR分析,到2023年,全球智能传感器市场预计将从2017年的180亿美元增长到472.0亿美元,在预测期间的复合年增长率(CAGR)为18.20%。


全球智能传感器市场预计将从2017年的180亿美元增长到472.0亿美元


目前推动智能传感器市场增长的主要因素是传感器在消费电子,汽车,物流,国防和医疗保健等各种垂直行业中的越来越多的使用。


比如,在智能手机、机器人、无人机、AR/VR设备和智能可穿戴设备等消费电子里应用了大量的智能传感器。


智能手机中比较常见的智能传感器有距离传感器、光线传感器、重力传感器、指纹识别传感器、图像传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等;智能传感器作为机器人的“五官”,在采集外界信息数据上发挥着重要作用;AR/VR需要用到大量用于追踪动作的传感器,比如FOV深度传感器、摄像头、陀螺仪、加速计、磁力计和近距离传感器等;无人机的智能飞控系统需要用到各种智能传感器,包括IMU、MEMS加速度计、电流传感器、倾角传感器和发动机进气流量传感器等;可穿戴设备最基本的功能就是通过传感器实现运动传感,包括MEMS加速度、心率传感器、陀螺仪、MEMS麦克风和脉搏传感器等。



再比如在汽车领域,智能汽车与自动驾驶的火爆让智能传感器快速打开市场。


在智能汽车时代,主动安全技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动安全系统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。MEMS传感器在汽车领域还有很多应用,包括安全气囊(应用于正面防撞气囊的高g值加速度计和用于侧面气囊的压力传感器)、汽车发动机(应用于检测进气量的进气歧管绝对压力传感器和流量传感器)等。


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