智能時(shí)代傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)

中國(guó)國(guó)際測(cè)量控制與儀器儀表展覽會(huì)主辦的“傳感賦能智慧制造”云講堂準(zhǔn)時(shí)開(kāi)講。煒盛科技研發(fā)經(jīng)理高勝?lài)?guó)在直播中做了以“智能時(shí)代傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)”為主題的線上分享。

傳感器作為信息時(shí)代的感知層，是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造、智慧城市等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)來(lái)源，其發(fā)展和應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志。近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的不斷突破，智能傳感器成為了一種新的市場(chǎng)需求。智能傳感器具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。

高經(jīng)理在直播中重點(diǎn)分享了基于微納米材料的MEMS氣體傳感器以及基于微納米材料的柔性壓力傳感器、流量傳感器、加速度傳感器。

01

基于微納米材料的MEMS氣體傳感器

目前，氣體傳感器的應(yīng)用日趨廣泛，在物聯(lián)網(wǎng)等泛在應(yīng)用的推動(dòng)下，其技術(shù)發(fā)展方向開(kāi)始向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發(fā)展。基于MEMS的設(shè)計(jì)方案將成為未來(lái)氣體傳感器的主要發(fā)展方向之一。

圖｜MEMS氣體傳感器的特點(diǎn)

MEMS金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器采用微電子技術(shù)的成膜工藝在硅襯底上淀積金屬氧化物敏感層，利用敏感層下的電阻做加熱器，利用二極管做測(cè)溫元件，必要的信號(hào)電路和讀出電路也可以集成在同一硅芯片上。其特點(diǎn)在于將加熱電極、絕緣層和測(cè)試電極一層一層依次堆積疊加在一起。

圖｜MEMS氣體傳感器微熱板工藝

MEMS空氣質(zhì)量傳感器

GM-502B

MEMS工藝，抗震性能好

功耗低，可電池供電

貼片焊接

MEMS氣體傳感器選型參考

應(yīng)用領(lǐng)域

舉例

智能家居空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

智能出行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

智能手機(jī)應(yīng)用

02

基于微納米材料的MEMS流量傳感器

方向和流體流速傳感器對(duì)于不同的工業(yè)、醫(yī)療和環(huán)境應(yīng)用都是至關(guān)重要的。流量傳感器可在諸如密度測(cè)量、粘度測(cè)量、流型確定和壁切應(yīng)力確定等應(yīng)用中量化氣體和液體流動(dòng)的方向和速率。

MEMS流量傳感器選型參考

應(yīng)用領(lǐng)域舉例：

智能醫(yī)療

智能工業(yè)

03

基于微納米材料的柔性壓力傳感器

納米柔性壓力傳感器是基于納米智能材料和仿生感知能力的柔性智能感知器件，采用了先進(jìn)的納米技術(shù)、柔性電子學(xué)技術(shù)、印刷電子技術(shù)等前沿技術(shù)，通過(guò)納米尺度、界面、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微納傳感器仿生增強(qiáng)感知。壓力傳感器的應(yīng)用與我們的生活十分貼近，比如智能手機(jī)的壓力屏，內(nèi)部遍布?jí)毫鞲衅鳌?/p>

04

基于微納米材料的加速度傳感器

這類(lèi)傳感器以納米粉體材料為核心部件，分為

電荷型壓電加速度傳感器（pC/g）和IEPE型壓電加速度傳感器（mV/g）。傳感器常用結(jié)構(gòu)有壓縮式、平面剪切式、三角剪切式、環(huán)形剪切式。

風(fēng)電領(lǐng)域是目前使用振動(dòng)最大的單一領(lǐng)域，水廠水泵機(jī)組監(jiān)測(cè)、化工領(lǐng)域應(yīng)用加速度傳感器也越來(lái)越普遍。

傳感器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，進(jìn)入我們的生活。當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

材料：

敏感材料向納米尺寸發(fā)展

結(jié)構(gòu)：

向小型化、集成化、智能化、模塊化發(fā)展

性能：

向檢測(cè)量程寬、檢測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)久發(fā)展

今后，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來(lái)的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。

問(wèn)答環(huán)節(jié)：

問(wèn)1

MEMS傳感器的功耗大約是多少？

一般是30多mW

問(wèn)2

氣體傳感器是不是受環(huán)境影響更大一些？

會(huì)受到溫度濕度和周?chē)h(huán)境里干擾氣體影響，可以通過(guò)溫濕度補(bǔ)償或者算法進(jìn)行修正

問(wèn)3

抗震性能如何？用于車(chē)載產(chǎn)品有哪些注意事項(xiàng)？

MEMS氣體傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳感器，因?yàn)橐€沒(méi)有受到芯片自身重力的影響，抗震性能優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣體傳感器。

問(wèn)4

你家的流量傳感器跟其他家相比，區(qū)別和優(yōu)勢(shì)在哪里？

功耗更低，量程更全

問(wèn)5

柔性壓力傳感器的應(yīng)用比較成熟的產(chǎn)品是哪些？

TWS耳機(jī)、點(diǎn)讀筆、可穿戴設(shè)備等很多產(chǎn)品

問(wèn)6

目前MEMS傳感器有什么突破？功耗大嗎？

除本身采用MEMS工藝降低能耗外，可以脈沖供電或者間隔采樣來(lái)降低總體功耗。