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傳感器的崛起歷程及行業發展現狀

[日期:2014-10-27] 來源:傳感器  作者: [字體: ]

  蘋果新一代手機iPhone 6和智能手表的亮相,讓全球眾多蘋果手機的追隨者又有了一次徹夜排隊的理由。賦予蘋果手機越來越強大功能的,不僅是越來越強大的芯片,更重要的是手機上越來越多、越來越精良的傳感器

  數年前,當喬布斯拿著蘋果手機“晃一晃”就可以讓它有所反應的時候,手機的智能化時代真正開始了。幾年后,手機從一種通訊工具變成了一個人們離不開的伙伴。

  讓手機具備這樣“魔力”的,是觸摸屏、陀螺儀、加速度計等各式各樣的傳感器。

  ——觸摸屏是一種電容觸摸傳感器。用于感受手機位置和運動的,是陀螺儀和加速感應器。當你接電話把耳朵貼到屏幕上時,讓屏幕變暗并關閉觸摸屏的是紅外線接近傳感器。根據環境光線強弱自動調節屏幕亮度的,是環境光傳感器。當然,還有用于導航的“指南針”——磁阻傳感器,以及用光電傳感器制作的攝像頭。

  在9月9日的發布會上,最大的亮點還是蘋果在傳感器運用上的突破。iPhone 6手機增加了集合多種傳感器的動作協感應器,可以用來測量海拔高度的氣壓傳感器,可以實現指紋支付的近場通訊模塊和指紋傳感器。iWatch背后的四個環狀傳感器,原理是通過LED光照射到皮膚上形成反射,以此判斷血管的運動、檢測佩戴者的脈搏。

  不僅僅是手機,在汽車、家用電器、可穿戴設備上,以及工業自動化領域,越來越多的傳感器成為機器的“耳目”。

  普通公眾了解甚少的是,即將給人們生活方式帶來更大變化的物聯網,其最核心的基礎技術也是傳感器。有科學家預言,傳感器將像“人體的五官”一樣,在未來充滿各個領域和空間。

  當下,隨著物聯網時代的開啟,各式各樣的傳感器正成為無處不在的神經元,全球對于傳感器的需求也開始呈現爆發性的增長。但是,在這一次盛宴開啟的前夜,業界又遺憾地發現,中國似乎又落伍了。

  在德國的博世,美國的霍尼韋爾、飛思卡爾這些傳感器巨頭享受它們“厚積薄發”帶來的收益時,中國企業如何從中分一杯羹?

  模仿人體五官

  “傳感器就好像是人的五官。”中科院微系統所傳感技術聯合國家重點實驗室主任李昕欣對財新記者說,人類在計算機的時代,解決了大腦的模擬問題,相當于用0和1實現了信息的數字化,利用布爾邏輯解決問題;現在是后計算機時代,開始模擬五官。

  傳感器(transducer、sensor)往往又被稱為換能器,功用是把其他信息轉換為電信號。它通常由敏感元件和轉換元件組成,能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為電信號輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。可以說,是傳感器讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。

  傳感器的發展,最早是來自工業自動化的推動。

  出于提高效率的目的,工業生產開始由中央控制室控制各個生產節點上的參量,包括流量、物位、溫度和壓力四大參數,催生了傳感器的發展。這個趨勢從上世紀70年代開始,到現在也是傳感器應用最多的一種形式。

  清華大學精密儀器系教授董永貴告訴財新記者,在傳感器這一概念“出現”之前,早期的測量儀器中其實就有傳感器,只不過是以整套儀器中一個部件的形式出現。所以,中國在1980年以前,介紹傳感器的教科書叫做“非電量的電測量”。

  傳感器概念的出現其實是測量儀器逐步走向模塊化的結果。此后,傳感器從整套儀器系統中獨立出來,單獨作為一個功能器件進行研究、生產、銷售。

  根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器兩大類。物理傳感器應用的是物理效應,將被測信號量的微小變化轉換成電信號,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。

  化學傳感器則是以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器。近年來,出現了利用各種生物特性做成的生物型傳感器,用以檢測與識別生物體內化學成分。

  

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