2020年最受關注的傳感器,包括用于物聯網和可穿戴設備的傳感器,它們將很快改變電子行業。不論是檢測病人蛋白質水平的無聲心臟病檢測器,還是警告糾正乘員坐姿錯誤的椅子,這兩種創新方案都是近期發明的。而傳感器在電子設備中起著至關重要的作用。事實上,隨著科學技術的進步,傳感器的應用也在不斷擴展。
根據行業報告,與計算機和通信設備市場相比,傳感器正在成為最大和增長最快的市場。您會在智能手機,汽車,安全系統甚至咖啡壺等日常物品中找到傳感器!除消費類電子產品外,傳感器也是物聯網(IoT),醫療,核能,國防,航空,機器人技術和人工智能,農業,環境監測和深海應用的組成部分。
一、最新的傳感器正走向智能化
基本上,傳感器是一種接收信號或刺激并對其作出響應的輸入設備。如今,某些傳感器在單個硅芯片中集成了許多傳感元件和讀出電路,從而提供了高精度和多種功能。與此同時,制造商使用先進的技術和方法進行信號處理和轉換。
最新的傳感器具有更多功能,包括用戶友好性,可訪問性和靈活性等。因此,通過集成新技術使傳感器更加智能化,傳感器行業發生了巨大的轉變。
普通傳感器仍在許多應用中使用。但是微電子學(MEMS)的創新和進步正在將傳感器技術提升到一個全新的水平。普通傳感器的功能已通過多種方式擴展,現在提供了許多其他屬性。最新的傳感器變得越來越智能,提供更高的精度,靈活性和易于集成到分布式系統中的能力。
智能傳感器使用標準總線或無線網絡接口相互通信,或與微控制器(MCU)通信。網絡接口使數據傳輸更加容易,同時也擴展了系統。制造商可以診斷傳感器故障,并指導用戶通過計算機網絡進行遠程故障排除。
智能傳感器可能由一系列模擬和數字模塊組成,每個模塊都提供特定的功能。數據處理和模數轉換(ADC)功能有助于提高傳感器的可靠性和測量精度。智能傳感器的典型結構如圖1所示。
圖1:智能傳感器結構
二、最新傳感器的常見類型
由于使用的技術(模擬/數字)和應用的不同,如今傳感器種類繁多。下面將會介紹一些2020年最新的傳感器,包括物聯網傳感器,污染傳感器,RFID傳感器,圖像傳感器,生物識別傳感器,印刷傳感器以及MEMS和NEMS傳感器。
①、物聯網傳感器
物聯網傳感器包括溫度傳感器,接近傳感器,壓力傳感器,RF傳感器,熱釋電IR傳感器,水質傳感器,化學傳感器,煙霧傳感器,氣體傳感器,液位傳感器,汽車傳感器和醫療傳感器等。
這些最新的傳感器連接到計算機網絡以進行監視和控制。物聯網系統使用傳感器和互聯網,以其獨特的靈活性提供增強的數據收集,自動化和操作,從而在整個行業中得到了廣泛的應用。
物聯網傳感器的全球市場在2015年達到73億美元。預計到2021年將從2016年的近106億美元增長到478億美元,在2016-21年期間每年以35%的速度增長。物聯網傳感器的亞太市場預計將從2016年的30億美元增長到2021年的140億美元,從2016年到2021年的復合年增長率為36.1%。
②、污染傳感器
空氣污染傳感器用于檢測和監視周圍區域的空氣污染,包括室內和室外環境。盡管存在各種類型的空氣污染傳感器,但這些傳感器中的大多數都集中在五個參數上:顆粒物,臭氧,一氧化碳,二氧化硫和一氧化二氮。空氣污染傳感器一般比較昂貴,但普通用途的不算太貴。
市場上有能夠檢測直徑在2.5至10μm(PM10)之間且直徑小于2.5μm(PM2.5)的顆粒物的傳感器。圖2顯示了一個典型的PM傳感器,它在愛好者和實驗人員中很流行。
圖2:PM2.5 / PM10傳感器
圖3則顯示了Sharp Corporation易于安裝的PM2.5傳感器,其檢測時間為10秒。
圖3:PM2.5傳感器
③、RFID傳感器
可以將稻米大小的RFID芯片(圖4)直接插入皮膚下,用作ID卡。在包括非接觸式銀行卡和Oyster卡在內的許多產品中,都有使用RFID芯片的趨勢。在某些情況下,將芯片植入寵物和牛中進行監視。