傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
全球傳感器市場一直保持快速增長,近年受全球經濟下滑的影響,傳感器市場增速有所下滑。但是隨著全球經濟的逐步復蘇,以及智能家居、物聯網等市場對傳感器的需求不斷增加,傳感器增速正逐漸起飛。特別是MEMS傳感器產品需求增勢非常迅猛,有統計數據顯示早在2014年MEMS傳感器市場規模就超過130億美元,這兩年達到平均12%-13%的增長率,2020年MEMS傳感器市場預計將達到300億美元。
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傳感器重點應用領域
傳感器在可穿戴設備的應用
如可穿戴設備安裝各類傳感器來檢測和測量心率、汗液、溫度、睡眠、卡路里、GPS坐標、血壓、UV紫外線和葡萄糖水平。已經形成市場的這類傳感器設備,目前主要集中在三大塊:
生物傳感器,包括血糖傳感器、血壓傳感器、心電傳感器等;
環境傳感器,包括溫濕度傳感器、氣體傳感器、PH傳感器等。
傳感器在汽車工業的應用
眾所周知,汽車產業90%的革新來自汽車電子的創新。汽車傳感器是信息采集分析的前端系統,一般有兩種類型:一個是車身感知,包括壓力、流量、加速度傳感器和陀螺儀等,另一個是環境感知,包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭和紅外夜視等智能傳感設備。下面對汽車上應用的各類傳感器做簡單介紹:
水溫傳感器,用于檢測發動機冷卻液溫度(提供發動機溫度信號);
節氣門位置傳感器,用于檢測發動機的節氣門位置(也是用于提供發動機負荷信號);
爆震傳感器,用于檢測發動機是否發生爆震;
進氣歧管絕對壓力傳感器,用于檢測進氣管內的進氣壓力;
空氣流量計,用于檢測進氣空氣的質量;
加速踏板位置傳感器,用于檢測加速踏板位置;
輪速傳感器,用于檢測輪速;
車速傳感器,用于檢測車速。
此外還有風速傳感器、雨量傳感器、光照強度傳感器、車身高度傳感器、燃油液位傳感器、燃油溫度傳感器、機油壓力傳感器、噴油器升程傳感器等等。
傳感器在工業自動化領域的應用
在自動化生產線,各個組成環節都需要傳感器進行監控,并把數據反饋給控制中心,以便對出現異常節點進行及時干預,保證工業生產正常進行。
機械制造行業中,要對機床的靜態、動態參數進行檢測,從而控制加工質量;在化工、電力等行業中,要隨時自動檢測生產過程中溫度、壓力、流量等參數;可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。
傳感器在消費性電子領域的應用
如傳感器在手機中的應用:
重力傳感器,在極品飛車、天天跑酷等游戲中有著近乎完美的體現;
加速度傳感器,例如手機的搖一搖功能就是對手機的加速度進行感應;
光線傳感器,例如手機的自動調光功能;
距離傳感器,例如接電話時手機離開耳朵屏幕變亮,手機貼近耳朵屏幕變黑。
手機中的傳感器數不勝數,很多功能都是利用傳感器來實現的。
傳感器在智能家居領域的應用
傳統傳感器在智能家居領域依舊存在著一些局限性,如組網開銷成本巨大。隨著無線傳感器網絡技術的發展與成熟,無線傳感器網絡產品開始憑借自身獨特的優勢,開始逐步替代傳統有線傳感器產品,并滲入到智能家居領域的各個環節,成為市場上的新興熱點。
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2016主流傳感器
溫度傳感器
簡介:溫度傳感器在早期的手機中就已經出現,它可以檢測手機電池和處理器溫度變化情況。目前的智能手機中擁有更多的溫度傳感器,用于檢測手機的工作情況,控制手機發熱程度等。隨著Windows 8、Android 4.0增加了對于溫濕度傳感器的API支持,相關的第三方應用開發者將可以在此基礎上開發大量的應用軟件。
應用場景:1、硬件監控 2、監測環境溫濕度等
氣壓傳感器
簡介:在目前的中高端移動設備中均配備了氣壓傳感器。這種氣壓傳感器也分為兩部分,一部分為外部氣壓傳感器,另一部分為內部氣壓傳感器。外部氣壓傳感器就是檢測我們生活場景中的大氣壓力,利用大氣壓的變化來檢測我們所處的高度。當然這個也是作為位置傳感器輔助存在的。除此之外如果經常戶外的人肯定知道,利用氣壓降低和升高來確定短時間的天氣變化。不過可惜,目前這種軟件市場中還沒有出現。
應用場景:1、戶外運動高度測量 2、三防設備檢測內部封閉程度等
重力感應器
簡介:重力感應器開始的應用是在蘋果iPhone手機上面,在此之前手機和平板就沒有被配過此類的傳感器。重力感應器當時最主要的應用就是方便用戶切換手機橫屏與豎屏,當年在后期重力感應器也被賦予了更多的功能與應用擴展。
應用場景:1、游戲與3D應用程序 2、拍照應用 3、慣性導航
角速度傳感器(陀螺儀)
簡介:陀螺儀又叫角速度傳感器,不同于加速度計(G-sensor),它的測量物理量是偏轉、傾斜時的轉動角速度。在手機或平板上,僅用加速度計沒辦法測量或重構出完整的3D動作,是測不到轉動的動作的。因此,加速度計(G-sensor)只能檢測軸向的線性動作。但陀螺儀則可以對轉動、偏轉的動作做很好的測量。這樣,就可以精確分析判斷出使用者的實際動作,從而根據動作,對手機或平板做相應的操作。
應用場景:1、游戲與3D應用程序 2、拍照應用 3、慣性導航
位置傳感器
簡介:位置傳感器最普通的理解就是GPS,說白了就是為我們提供位置服務,幾百塊錢的手機也有這種功能。其實,位置傳感器的功能還遠不止于此。
應用場景:1、地圖定位 2、丟失設備尋找 3、查崗
近距離感應器
簡介:近距離感應器主要作用是當用戶在接電話時手機會自動關閉屏幕,除了能夠節省不必要的電量浪費以外,還可以減少在接電話時的誤操作。近距離感應器是原理就是近距離感應器發射一束紅外光線,通過紅外光線反射來測試物體之間的距離。不過,像手機中的距離感應器非常短只有幾厘米而已。
應用場景:1、接聽電話關閉屏幕 2、手機翻轉掛斷/接聽等
光線感應器
簡介:光線感應器也叫做亮度感應器,英文名稱為Light-Sensor,很多平板電腦和手機都配備了該感應器。一般位于設備屏幕上方,它能根據手持設備目前所處的光線亮度,自動調節手持設備屏幕亮度,給使用者帶來最佳的視覺效果。例如在黑暗的環境下,手持設備屏幕背光燈就會自動變暗,否則很刺眼。
應用場景:光線變化時屏幕亮度調節
NFC近場傳感器
簡介:近場通信(Near Field Communication,NFC),又稱近距離無線通信,是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸(在十厘米內)交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來,并向下兼容RFID,最早由索尼和飛利浦各自開發成功,主要為手機、平板等手持設備提供M2M(Machine to Machine)的通信。
應用場景:1、快捷支付 2、標記信息快速獲取 3、數據傳輸
磁力感應器
簡介:手機與平板的磁力感應器一共有兩種傳感器,我們在這里把這兩種磁力傳感器歸為一類來介紹。首先,地球磁力感應器也就是我們熟知的羅盤,可以確定東西南北作為定位輔助設備存在,也可以單獨存在。在初次使用時,往往我們都會看到屏幕中提示要讓我們手動將設備按照“倒八字”方向移動,以便讓其中的傳感器更加準確的對方位進行確定。
應用場景:1、指南針 2、鎖屏等
超靈敏觸控傳感器
簡介:超靈敏觸控傳感器主要作用是輔助電容屏觸控使用。由于現在觸摸屏手機與平板中的電容屏幕主要是依靠電壓的變化,來檢測手指在屏幕上的位置。而對于冬天帶著手套的用戶來說,電容屏就很難檢測到細微的電壓變化。這類超靈敏觸控傳感器可以檢測到屏幕上的微小電流,使得用戶帶著手套也可以正常操作手機。
應用場景:1、戶外運動高度測量 2、三防設備檢測內部封閉程度等
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傳感器行業發展方向
微型化
微型傳感器是基于半導體集成電路技術發展的MEMS(micro-electro mechanical systems微電子機械系統)技術,利用微機械加工技術將微米級的敏感組件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一塊芯片上,具有體積小、成本低、便于集成等明顯優勢,并可以提高系統測試精度。
現在已經開始用基于MEMS技術的傳感器來取代已有的產品。隨著微電子加工技術特別是納米加工技術的進一步發展,傳感器技術還將從微型傳感器進化到納米傳感器。微型傳感器的研制和應用將越來越受到各個領域的青睞。
集成化
集成傳感器的優勢是傳統傳感器無法達到的,它不僅僅是一個簡單的傳感器,其將輔助電路中的元件與傳感元件集成在一塊芯片上,使之具有校準、補償、自診斷和網絡通訊的功能。
智能化
智能化傳感器是由一個或多個敏感元件、微處理器、外圍控制及通訊電路、智能軟件系統相結合的產物,它兼有監測、判斷、信息處理等功能。與傳統傳感器相比,它具有很多特點。
例如,它可以確定傳感器工作狀態,對測量資料進行修正,以便減少環境因素如溫度、濕度引起的誤差;它可以用軟件解決硬件難以解決的問題;它可以完成資料計算與處理工作等。而且智能傳感器的精度、量程覆蓋范圍、信噪比、智能水平、遠程可維護性、準確度、穩定性、可靠性和互換性都遠高于一般的傳感器。
柔性化
在可穿戴設備2.0時代,穿戴計算和貼身智能成為設計方向。但目前可穿戴設備更多是形態上的變化,無論是產品實用性,還是抗沖擊、防鹽防水、衛生等等,都還有很長的路要走。其中很大的一個制約因素就是制造材料限制。
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全球前十大傳感器廠商及相關產品盤點
簡介:博世1909年進入中國市場,生產和銷售汽車零配件和售后市場產品、工業傳動和控制技術、包裝技術、電動工具、安防和通訊系統、熱力技術以及家用電器。博世2014年在中國經營著62家公司,合并銷售額達到521億人民幣。
相關產品:高智能傳感器解決方案BHV250和BHV160
2、ST 意法半導體
簡介:意法半導體的傳感器產品包括MEMS(微機電傳感器,包括加速度計、陀螺儀、數字羅盤、慣性模塊、壓力傳感器、濕度傳感器和麥克風)、智能傳感器、Sensor Hub、溫度傳感器和觸摸傳感器。
相關產品:6軸MEMS慣性傳感器模塊LSM6DSL和LSM6DSM
簡介:德州儀器(Texas Instruments,簡稱:TI)是一家位于美國德克薩斯州達拉斯的跨國公司,成立于于1951年,以開發、制造、銷售半導體和計算機技術聞名于世。 主要從事數字信號處理與模擬電路方面的研究、制造和銷售。
相關產品:基于MEMS的TI TI DLP Pico
4、Avago Technologies 安華高
簡介:安華高科技(Avago Technologies)公司1999年從HP分拆出來,是一家設計、研發并向全球客戶廣泛提供各種模擬半導體設備的供應商,總部分別設在美國加州圣何 塞和新加坡。Avago Technologies提供模擬、混合信號和光電器件及子系統,主要包括光電產品、射頻/微波器件及企業ASIC三大類產品。
5、Hewlett Packard 惠普
簡介:惠普研發有限合伙公司(Hewlett-Packard Development Company)位于美國加州的帕羅奧多,是一間全球性的信息技術公司,主要競爭對手有IBM和戴爾公司。主要專注于臺式機、服務器、筆記本電腦、打印 機、數字視頻、軟件、計算機與信息服務等業務。2002年收購了美國著名的電腦公司康柏電腦公司。由于惠普的打印機銷量較高,噴墨打印機MEMS熱激勵器等銷量也隨之增加,因此惠普在這一領域也具有較高的營收。
相關產品:基于極速獨立供墨系統的噴墨打印頭
6、Qorvo
簡介:TriQuint半導體公司成立于1985年,為全球各大通信、國防及航空航天公司提供創新射頻解決方案及代工廠服務,是該領域的全球領先供應商。 TriQuint憑借其業內最全面的技術陣容、公認的研發領先地位、以及大規模制造方面的技術能力,使用砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、表面聲波 (SAW)和體聲波(BAW)技術生產各類標準和定制產品。
相關產品:BAW和SAW濾波器 890084
7、Knowles Electroincs樓氏電子
簡介:樓氏電子是先進的微聲設備、特種組件以及移動通訊、消費電子、醫療科技、軍事/空間和其它工業終端市場的人機界面解決方案的市場領導者和全球供應商。提供精確可靠的產品,包括助聽器元件、MEMs(微機電系統)麥克風、揚聲器、受話器、傳感器、電容器、振蕩器等。
相關產品:表面貼裝MEMs SPH0641LM4H-1
8、Invensense 應美盛
簡介:InvenSense為智能型運動處理方案的先驅、全球業界的領導廠商,驅動了運動感測人機接口在消費性電子產品上的應用。InvenSense是針對 掌上型CE產品市場需求,發展出多軸角速度陀螺儀的先驅。在2006年,InvenSense便推出世界第一個高效能的雙軸陀螺儀,于2007 年,InvenSense更發展出針對CE應用之業界最小的雙軸陀螺儀。
相關產品:六軸重力加速度智能傳感器芯片系列:MPU-6050、MPU-6000、MPU-6555、MPU-6500、ICM-20608
9、Denso 電裝
簡介:株式會社電裝DENSO CORPORATION是世界汽車零部件及系統的頂級供應商。為世界頂級汽車技術、系統以及零部件的全球性供應商,電裝在環境保護、發動機管理、車身電子產品、駕駛控制與安全、信息和通訊等領域,成為全球主要整車生產商可信賴的合作伙伴。
相關產品:汽車空調設備和供熱系統、電子自動化和電子控制產品、燃油管理系統、散熱器、火花塞、組合儀表、過濾器、產業機器人、電信產品以及信息處理設備。
10、Sony索尼
簡介:松下集團是全球性電子廠商,從事各種電器產品的生產、銷售等事業活動。1978年,中國國家領導人參觀了松下集團日本電視機工廠。在雙方會談中,創業者松 下幸之助表達了為中國做貢獻的決心。隨后,松下集團進入了中國事業的起始階段。在這幾年中,松下集團致力于產品出口以及對中國工廠的技術合作,并于1987年設立了第一家合資工廠。截至今日,松下集團在中國的事業活動涉及研究開發、制造、銷售、服務、物流、宣傳等多個方面。
相關產品:MEMS陀螺儀傳感器EWTS8RK,EWTS8RN
最后談談傳感器代工企業簡介
1、Micralyne
主營:加速度/重力傳感器,生物芯片/材料芯片,壓力傳感器
官網:http://www.micralyne.com/
2、臺積電(TSMC)
總部:***
主營:加速度/重力傳感器,麥克風
官網:http://www.tsmc.com/
3、Tronics
主營:加速度/重力傳感器,陀螺儀/角速度傳感器
官網:http://www.tronicsgroup.com/
4、X-Fab
主營:加速度/重力傳感器,陀螺儀/角速度傳感器,壓力傳感器
官網:http://www.xfab.com/
5、Teledyne DALSA
主營:加速度/重力傳感器,陀螺儀/角速度傳感器
官網:http://www.teledynedalsa.com/
6、Silex
主營:加速度/重力傳感器,陀螺儀/角速度傳感器
官網:http://www.silex.com.au/
7、IMT
主營:加速度/重力傳感器,陀螺儀/角速度傳感器
官網:http://www.imtmems.com/
8、華潤上華(CSMC)
總部:無錫
主營:加速度/重力傳感器,壓力傳感器,麥克風
官網:http://www.csmc.com.cn/
9、愛普生(Epson)
主營:陀螺儀/角速度傳感器,麥克風
官網:http://www.epson.com/
10、GE Measurement & Control Solutions
主營:壓力傳感器
官網:https://www.gemeasurement.com/
11、歐姆龍(Omron)
主營:光纖傳感器,光電傳感器,位移傳感器/測長傳感器,圖像傳感器,接近傳感器,微型光電傳感器,超聲波傳感器,壓力傳感器,振動傳感器/漏液傳感器/其他傳感器
官網:http://www.fa.omron.com.cn/
12、上海先進
總部:上海
主營:MEMS傳感器
官網:http://www.asmcs.com/
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