傳感器技術(shù)正在為智能設備和系統帶來(lái)令人難以置信的新功能。從用于抗擊流行病的醫療產(chǎn)品到為物聯(lián)網(wǎng)注入活力的傳感設備，利用傳感器，各行各業(yè)創(chuàng )新的應用層出不窮。
在過(guò)去的五年里，隨著(zhù)連接趨勢越來(lái)越多地影響到幾乎每個(gè)細分市場(chǎng)的新型智能產(chǎn)品的設計，傳感器市場(chǎng)已經(jīng)成倍擴大。如今的傳感器功能更強大，也更容易為產(chǎn)品設計師所接受。傳感器技術(shù)的尺寸、重量和價(jià)格也在迅速下降，同時(shí)傳感器在各大設備中的封裝也變得更容易，其功能范圍也在不斷擴大，使得傳感器成為先進(jìn)互聯(lián)系統的重要組成部分和創(chuàng )新的關(guān)鍵驅動(dòng)力。
在這個(gè)自動(dòng)化、電氣化、互聯(lián)化程度越來(lái)越高的世界里，這些傳感器設備已經(jīng)成為關(guān)鍵的連接技術(shù)。
"傳感器技術(shù)將幫助我們實(shí)現圍繞更清潔的能源和更低碳的環(huán)境目標，包括車(chē)輛的電氣化;服務(wù)于自主車(chē)輛和智能城市基礎設施;用于收集管理、控制和安全所需的大數據;被廣泛應用于醫療市場(chǎng)，等等。
如今，全球人口老齡化正在推動(dòng)家庭醫療的趨勢，且隨著(zhù)大流行病的發(fā)生，市場(chǎng)對遠程病人監測和診斷設備(包括醫療可穿戴設備)的需求越來(lái)越大，當中，傳感器捕獲遠程管理病人所需的數據。"TTI公司產(chǎn)品和供應商營(yíng)銷(xiāo)副總裁Lew LaFornara表示。
LaFornara還表示，事實(shí)上，我們只是處于傳感器時(shí)代的開(kāi)端。傳感器的未來(lái)還有很長(cháng)~
傳感器制造商如何脫穎而出?
這是一個(gè)好問(wèn)題。
大多傳感器制造商一開(kāi)始都是專(zhuān)注于特定的終端市場(chǎng)，通過(guò)特定類(lèi)型的傳感器進(jìn)入市場(chǎng)。但隨著(zhù)發(fā)展，很多制造商采取了擴張產(chǎn)品種類(lèi)的方法，試圖通過(guò)廣泛的產(chǎn)品供應來(lái)解決廣泛的應用。
大多數擁有連接性、無(wú)源性和半導體產(chǎn)品系列的大型元件制造商都積極開(kāi)發(fā)或收購專(zhuān)門(mén)的傳感器技術(shù)和公司。在過(guò)去的10年里，制造商重點(diǎn)增加技術(shù)的專(zhuān)業(yè)化，以拓寬他們現有的傳感器組合，或者為特定的終端市場(chǎng)增加一些專(zhuān)業(yè)化的產(chǎn)品。
霍尼韋爾就是一個(gè)例子，10多年前，霍尼韋爾將其automotive board-mount sensor technology（汽車(chē)板載傳感器技術(shù)）出售給了Sensata Technology公司，當時(shí)該公司決定專(zhuān)注于工業(yè)、醫療和越野車(chē)市場(chǎng)。當時(shí)Sensata Technology是這兩家連接器傳感器的主要供應商。此外，霍尼韋爾還收購了City Technology，將其二氧化碳顆粒傳感范圍擴展到環(huán)境監測的氣體顆粒傳感和醫療市場(chǎng)的氧氣傳感。
霍尼韋爾(中國)ABP2板上安裝壓力傳感器是一款壓阻硅壓力傳感器，提供數字輸出，以讀取指定量程壓力范圍和溫度范圍內的壓力。它們提供液體介質(zhì)選件，可與非腐蝕性液體(例如水和鹽水)一起使用，以及可能發(fā)生冷凝的應用中
TE Connectivity的收購能力也很強，收購了Measurement Specialties，最近又收購了SMI和First Sensor，分別為醫療和HVAC市場(chǎng)拓展低壓和封裝壓力范圍。
TE Connectivity的FPS2800是一種流體特性傳感器，可直接即時(shí)測量流體的粘度，密度，溫度和介電常數
安費諾在傳感器收購方面也極為活躍，包括收購S(chǎng)GX Sensortech公司以補充其室內空氣質(zhì)量傳感的濕度傳感器Telaire系列，收購All Sensors公司專(zhuān)注于醫療市場(chǎng)的低壓系列，收購S(chǎng)SI公司、Piher公司，以及最近收購精密傳感器的MTS公司。
Sensata工業(yè)解決方案專(zhuān)注于暖通空調、制冷、壓縮機和泵市場(chǎng)，提供一系列惡劣環(huán)境傳感器。該公司還通過(guò)收購Cynergy 3進(jìn)入預測性維護領(lǐng)域，后者為流體應用提供無(wú)線(xiàn)振動(dòng)監測和液位傳感。
未來(lái)五年內，哪里對傳感器技術(shù)的需求最大?
我們看到很多市場(chǎng)的需求都在增加，包括：
工業(yè)IIoT，智能工廠(chǎng)自動(dòng)化，以及機器人和機器人，包括用于預測性維護和電機驅動(dòng)的傳感器。
環(huán)境系統，包括空氣質(zhì)量、暖通空調以及智能和垂直農業(yè)。
家庭醫療、醫療可穿戴設備和遠程手術(shù)。
智慧城市、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)連接的建筑設備，包括用于安全保障的建筑監控系統。
綠色能源，包括風(fēng)能和太陽(yáng)能的遠程操作、維護和儲能。
電動(dòng)汽車(chē)和自動(dòng)駕駛，包括激光雷達和電池管理系統。
1、傳感器如何助力工業(yè)4.0與工業(yè)IIoT ？
未來(lái)工業(yè)將需要支持無(wú)線(xiàn)的傳感器和支持以太網(wǎng)的傳感器。自動(dòng)化系統需要機器視覺(jué)和光電傳感器。
而用于特定功能的傳感器，如用于惡劣環(huán)境和空氣質(zhì)量的氣體傳感器，也會(huì )非常有針對性地服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)。還有慣性傳感的傳感器與加速度計、速度傳感器和陀螺儀一起服務(wù)于機器人技術(shù)。
工業(yè)預測性維護應用還會(huì )采用主動(dòng)傳感器，可以測量包括壓力、溫度、力和振動(dòng)在內的傳感器。這些產(chǎn)品不僅能收集數據，還能根據數據做出主動(dòng)反應和控制。
2、隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的互聯(lián)程度越來(lái)越高，汽車(chē)傳感器將如何變化?
溫度、壓力、速度、位置和液位傳感器已經(jīng)在汽車(chē)上使用了很長(cháng)時(shí)間?，F在它們正變得更小、更輕、更有效。
傳感器也同樣在快速發(fā)展，以更好地服務(wù)于更多的汽車(chē)新技術(shù)，如激光雷達、雷達傳感、內部測量單元(IMU)和先進(jìn)的駕駛輔助系統。這些傳感器可以實(shí)現自主導航和提高安全性。
隨著(zhù)電氣化的發(fā)展，用于電池管理系統的溫度和氣體傳感器也在迅速發(fā)展，以提供更強大的功能，同時(shí)在緊湊的系統架構中占用更少的空間。隨著(zhù)車(chē)輛的自主化程度越來(lái)越高，慣性傳感器和位置傳感器也在不斷涌現，我們將看到這些技術(shù)不斷完善。
3、傳感器將如何滿(mǎn)足醫療需求?
是的，最初的COVID-19大流行病產(chǎn)生了對呼吸機中的壓力、氣流和氧傳感器的極端需求。此外，用于監測員工和學(xué)生群體情況的非接觸溫度測量工具，包括額溫槍、低成本熱電堆等的需求也迅速上升。
在家庭環(huán)境中監測血壓、脈搏血氧飽和度、溫度和心率的需求也在增加，以便將數據無(wú)線(xiàn)傳輸給護理提供者。這就催生了對低成本壓力傳感器的需求。同樣的，家庭的呼吸治療需要更多的氧氣監測設備，并將數據傳輸給護理團隊。
COVID-19使我們對引起呼吸系統疾病的疾病有了更高的認識。于是，現在監測家庭、公共建筑、學(xué)校和智能城市基礎設施中空氣質(zhì)量的新產(chǎn)品被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)。
最后，隨著(zhù)新疫苗的開(kāi)發(fā)，疫苗需要在極低的溫度下儲存和運輸，也需要開(kāi)發(fā)更多的極低溫、低溫友好型溫度傳感器和監測器。
4、電纜和連接器產(chǎn)品如何發(fā)展以滿(mǎn)足傳感器技術(shù)的需求?
隨著(zhù)傳感技術(shù)的發(fā)展，現在產(chǎn)生的數據越來(lái)越多，這意味著(zhù)需要支持更快的數據速率。電纜將需要EMI/RFI屏蔽，以確?？煽康臄祿鬏?。
需要更惡劣的環(huán)境，戶(hù)外連接器可能需要IP67或更高的防護等級。在醫療環(huán)境中，連接器可能需要IP68防水密封，以及易于清潔、易于安全配接和鎖定系統。一般來(lái)說(shuō)，傳感器正在使連接器和電纜更接近物理環(huán)境，比如安裝在電機軸上的傳感器。這種類(lèi)型的連接器可以承受更高的溫度、振動(dòng)和惡劣的環(huán)境，包括化學(xué)品。在電動(dòng)汽車(chē)中，傳感器被放在電池中，以測量電池溫度和出氣量。隨著(zhù)高電壓和電流的循環(huán)，需要連接器外殼的特殊塑料。
同時(shí)，現在大約有10%的傳感器連接是無(wú)線(xiàn)的，在未來(lái)三年內可能會(huì )增加到20-30%。無(wú)線(xiàn)傳感器設備為風(fēng)力渦輪機、遠程發(fā)電機和汽車(chē)市場(chǎng)等遠程應用提供了便利。
歐姆龍環(huán)境傳感器是多功能的傳感組件，能夠以超小尺寸跟蹤無(wú)線(xiàn)通訊功能，跟蹤八種不同的環(huán)境因素：溫度，濕度，光，紫外線(xiàn)指數，氣壓，噪聲，加速度和揮發(fā)性有機化合物(VOC)
目前，連接器有許多不同的接口協(xié)議。創(chuàng )建IEC標準的努力正在進(jìn)行中，TE Connectivity、Amphenol、Molex和其他公司積極參與，為傳感器輸入電纜開(kāi)發(fā)新的快速鎖定推拉系統，如用于M12連接器的系統。
還有一種趨勢是轉向單對以太網(wǎng)(SPE)，它提供全雙工、高速的10/100/1000 BASE-T，最長(cháng)可達305米。其成本低、重量輕，是連接智能工廠(chǎng)機器人中使用的傳感器的靈活選擇。
5、未來(lái)會(huì )出現哪些新類(lèi)型的傳感器或傳感器的新用途?
我們將看到更多用于監測污染、臭氧、一氧化碳和空氣質(zhì)量等環(huán)境因素的傳感器。同時(shí)，更多具備傳感和控制能力(包括自主控制)的集成式、組合式傳感器也將會(huì )到來(lái)。還有用于物聯(lián)網(wǎng)應用的低功耗傳感器將出現，以及具有更多功能的傳感器，如嵌入式睡眠模式。
隨著(zhù)安全技術(shù)的普及，我們會(huì )看到傳感器在光學(xué)成像和面部識別中的應用。更多提供六自由度(6DoF)的IMU也會(huì )出現，我們會(huì )看到RFID的持續小型化和更廣泛的應用。
總的來(lái)說(shuō)，我們預計新的傳感器將具有越來(lái)越多的更高層次的功能，如功能安全完整性、冗余和故障檢測，以及內置監控和報告功能。
6、為了制造這些未來(lái)的產(chǎn)品，傳感器設計人員正在努力解決哪些與材料、設計或功能有關(guān)的技術(shù)挑戰?
封裝、尺寸、能耗以及在惡劣環(huán)境下工作的能力是傳感器設計者持續面臨的挑戰。他們還在努力開(kāi)發(fā)能以更快的數據處理速度處理更高的數據速度的產(chǎn)品，將EMI干擾問(wèn)題降到最低，并提供更高的分辨率。
其他挑戰還包括處理晶圓幾何形狀、實(shí)現更多的集成和小型化、納米工程和生物相容性，特別是用于可穿戴設備的傳感器。
傳感器在提供更多功能的同時(shí)，也變得更加緊湊。它們現在采用微機電系統(MEMS)架構，即插即用的傳感器被集成到封裝中，以適應各種市場(chǎng)和應用需求。
