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传感器是能够感测周围环境的智能电子元器件。因为传感器小型化趋势为其开拓了更广泛的应用空间,所以,就其本身而言,传感器不是科技创新或新领域,而是一项不断发展的技术。随着IC制造工艺进步,小型化成为传感器产业的新趋势。传感器正在改变着用户的感知和行为。
MEMS(微机电系统)是一项小型化的制造技术,可zui大程度地缩减传感器的尺寸。MEMS传感器是由负责感测和执行功能的不同器件组成。MEMS对给定输入或环境条件做出反应,并输出一个测量值。传感器芯片既可单独工作,又可以与处理器集成在一起。传感器输出既可是模拟信号也可以是数字信号。
新的半导体技术能够让设计企业和制造商在消费电子产品内实现传感器用例,这在过去是不可能的,因为传感器尺寸过大。温度传感器、湿度传感器、运动传感器、光传感器、环境传感器是我们在日常生活中常见的传感器,至于是哪一种传感器,取决于用例和商业领域。有些电子系统装有多个传感器,为实现一个任务,这些传感器需要协同工作,这又称为传感器融合智能手机是zui常见的德国VOLFA LWF-50-V2位移传感器融合实例,智能手机内有传感器和相关算法,所以我们才能用手势玩视频游戏。
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如今,“没有传感器就没有现代科学技术”已然成为全*的观点,各国将传感器提到了较高的位置,在发展传感器产业方面任谁也不想落后于人。
*深圳*技术研究院与英国班戈大学等合作,成功研制出*基于黑磷的光纤化学传感器,实现对重金属离子的超灵敏检测。据悉,这是该研究团队*将黑鳞和倾斜光纤光栅相结合,新型的超灵敏化学传感器由此诞生。黑磷新型光纤传感器的成功研发,将为化学和生物传感提供一个*的光学检测平台,从而推动黑磷化学生物传感器的应用研究进程。
在中科院研究成果公之于众的同时,韩国科学技术研究院也有了新收获。韩国科学技术研究院联合延世大学利用二维二硒化钨纳米单芯片和一维氧化锌氧化物半导体纳米线的混合维空间双层结构,开发了可以感知从紫外线到近红外线光的光电二极管器件。
该研究结果发表在学术杂志《*功能材料》(Advanced Functional Materials)上。研究组使用的二维元件具有光回应性能强、洞迁移率高的特性,是P型半导体元件。一维氧化锌纳米线是目前的一维纳米半导体之一,具有电子迁移率高的特性,有望应用于高性能电子元件N型半导体元件。将一维二维混合后形成了混合维空间双层结构(PN型),研制出光电二极管元件。
研究组表示,该研究成功实现了二维图像,德国VOLFA 位移传感器今后有望广泛应用于新一代图像传感器元件。
曼彻斯特大学的研究人员近日已经设计出嵌入射频识别系统(RFIDs)的石墨烯传感器,它将有可能*改变物联网。这种新的开发可以提供各种应用,如对于对湿度、食品安全、保健和核废料十分敏感的制造工艺实现无电池智能无线监控。
此外,像牛津大学也研发出新型智能MOF光子传感器;德国则研制出一种量子传感器,可以用于微磁场中。
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2、主要应用
智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。
在工业生产中,利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等),利用神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算,可推断出产品的质量。
随着德国VOLFA 位移传感器产品与技术的深入发展与不断突破,传感器应用市场持续深化。其中,指纹识别与自动驾驶领域一直被业界看好,而机器人以及医疗行业或许将成为未来传感器发展的新兴沃土。
具体来看,在自动驾驶领域,由于汽车车体本身空间有限,普通的传感器显然难以满足时代提出的新需求,这时候智能传感器的优势便凸显出来。相较于传统传感器,智能传感器不仅可实现精准的数据采集,而且能将成本控制在一定范围内。另外,其自动化能力以及多样化功能也为智能传感器加分不少。
例如汽车,除了激光扫描仪用到传感器之外,摄像头、雷达、惯性等部件/系统也都使用了传感器技术。目前,比较常见的用于自动驾驶汽车上的传感器有激光雷达、图像传感器、毫米波雷达等。
自动驾驶只是传感器应用场景之一,另一大被看好的应用市场便是指纹识别。近两年,智能手机的发展速度十分迅猛,而搭载指纹识别已经成为众品牌智能手机的*功能。有关数据显示,2016年指纹传感器直逼7亿个,复合年均增长率超133%。
随着智能手机、可穿戴设备、智能门锁等搭载指纹识别的智能化产品的持续发展,指纹传感器市场将迎来更光明的发展前景。
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3、多项行业标准
规范市场秩序是产业健康发展的重要保障,传感器市场也不例外。在现有人才、市场、技术等基础资源之上,要想加快传感器发展进程,利好政策的出台以及行业标准的制定*。
在过去几年中,有关传感器产业发展的相关政策不胜枚举。比如2011年中国电子元件协会发布的《中国电子元件“十二五”规划》;在2012年*颁布的《物联网“十二五”规划》中也重点提到了发展微型和智能传感器、无线传感器网络的相关工作。
2015年,“中国制造2025”战略也再次提及,为传感器产业发展指明了方向;后在2016年7月,《“十三五”国家科技创新规划》出台,强调新型传感器的研发创新。
进入2018年,系列行业标准的实施将继续为传感器行业“保驾护航”。于2017年,*、*批准了203项国家标准和10项国家标准外文版。据悉,这些新标准将于2018年实施,其中涉及多项仪器仪表标准,包括智能传感器、智能记录仪表、智能流量仪表等。
随着多项新国家标准的落地,传感器产业将迎来一个新的成长时代,除了智能化、数字化等发展趋势外,标准化或许将成为传感器发展的标签之一。
产品/技术的突破性进展,应用场景的持续深入,行业标准的陆续出台,上下游市场需求的不断提升,都推动着传感器产业日益走向成熟,这或许就是智能传感器被称为21世界影响力的*的原因。
4、产业链
智能传感器是具有信息处理功能的传感器,其zui大的价值就是将传感器的信号检测功能与微处理器的信号处理功能有机地融合在一起。
国内智能德国VOLFA 位移传感器市场中,本土企业竞争力较弱,跨国公司占据了87%的*。不过,中国智能传感器产业生态也趋于完备,设计制造,封测等重点环节均有骨干企业布局。
在物联网快速发展的当下,了解物联网行业,首先需要了解传感器产业。本文发布于公众号“物联网观察”,原标题《智能传感器:物联网时代不得不提的*》,介绍了传感器的新技术,应用场景、行业标准及产业链发展情况,有助于相关人士快速了解传感器产业
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