传感技术的发展趋势

传感器的前景怎么样？

传感器行业发展前景 1.广阔的市场应用前景为行业发展奠定了坚实的基础 随着以人工智能、5G通信、大数据等为代表的智能化时代到来，传感器作为重要的元件，具有广泛的应用，受到了世界各国的普遍重视，并快速发展。在热敏电阻领域，过去几年，其应用范围不断扩大，全球市场规模保持稳定增长。在传感器领域，其作为物联网感知层的硬件基础，应用范围日益广泛，在智能家居、汽车电子、智慧医疗、智慧工业等物联网各细分领域有着广泛应用。物联网产业的蓬勃发展将释放大量传感器制造需求，这也将推动传感器各细分行业的稳步增长。 2.国家政策支持提供良好外部政策环境 随着我国GDP增速的放缓，传统制造业逐步进入成熟期，产业结构调整、制造业转型升级、推动经济由高速增长阶段转向高质量发展已成为政府的工作重点。热敏电阻及传感器产业作为国民经济的基础性、战略性产业，对促进工业转型升级、发展战略性新兴产业发挥重要作用。同时，受到国际形势的影响，国家日益重视传感器行业的发展，其健康发展亦符合国家的发展战略。 近年来，国家在政策层面给予传感器行业一系列支持，推动行业技术水平的提升及在重点应用领域的拓展，逐步实现进口替代。根据2021年1月工信部发布的《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023）》，提出“重点发展小型化、低功耗、集成化、高灵敏度的敏感元件，温度、气体、位移、速度、光电、生化等类别的高端传感器”，为国产替代带来良好的发展机遇。

传感器的发展方向包括

传感器的发展方向包括1.开发新型传感器。2.开发新材料。3.新工艺的采用。4.集成化,多功能化。5.微型化,低功耗,智能化。一、智能化，两种发展轨迹齐头并进一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成，可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯，以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能，具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。二、可移动化，无线传感网技术应用加快无线传感网技术的关键是克服节点资源限制（能源供应、计算及通信能力、存储空间等），并满足传感器网络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院（MIT）的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。三、微型化，MEMS传感器研发异军突起随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟，MEMS传感器将半导体加工工艺（如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等）引入传感器的生产制造，实现了规模化生产，并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来，日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、水平/测距/陀螺仪、光刻制版工艺和材料性质的测定/分析等技术领域取得了重要进展。四、集成化，多功能一体化传感器受关注传感器集成化包括两类：一种是同类型多个传感器的集成，即同一功能的多个传感元件用集成工艺在同一平面上排列，组成线性传感器（如CCD图像传感器）。另一种是多功能一体化，如几种不同的敏感元器件制作在同一硅片上，制成集成化多功能传感器，集成度高、体积小，容易实现补偿和校正，是当前传感器集成化发展的主要方向。五、多样化，多种新型传感器的涌现新型敏感材料是传感器的技术基础，材料技术研发是提升性能、降低成本和技术升级的重要手段。除了传统的半导体材料、光导纤维等，有机敏感材料、陶瓷材料、超导、纳米和生物材料等成为研发热点，生物传感器、光纤传感器、气敏传感器、数字传感器等新型传感器加快涌现。

传感器的发展趋势有哪些

传感器(transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器产业全景图谱从产业链来看，传感器上游主要为各种零部件等以支撑感知层;中游是以光传输、通信设备、网络设备等构成的传输层;下游是应用层，其中以物联网领域中的各项应用为主。传感器创业链大致可分为研究与开发→设计→制造→封装→测试→应用等环节。目前，我国在传感器研发、设计、代工生产、封装测试、应用已形成完整的产业链。传感器产业重要发展规划近年来，国家高度重视中国传感器制造行业的发展，发布了《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019)》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，明确了发展的目标发展的任务。传感器产业规模——市场规模总体呈逐年增长态势据CCID数据，2014-2019年期间我国传感器市场总体呈逐年增长态势。2020年我国传感器市场规模约为2510.3亿元，同比增长约14.7%。产业企业竞争格局——我国传感器制造行业以中小企业为主我国传感器制造行业以中小企业为主。由于小型企业规模较小，受到资金和人才限制影响，技术水平较低，多数集中于低端产品的生产，以价格竞争为主;高端产品集中在龙头企业及外资企业之中，以技术竞争和品牌竞争为主。——2019年海康威视、歌尔股份、大华股份营业收入分别排名第一、第二、第三我国的传感器起步相对较晚，在高端传感器方面的发展落后于欧美日韩等发达国家，伴随着国内信息化飞速发展，同时国家将传感器技术列为重点突破的领域，近年来我国的传感器发展飞快。目前全国从事传感器研究的相关企业接近两千家，其中上市公司近四十家。2019年，海康威视、歌尔股份、大华股份营业收入分别排名第一、第二、第三。产业区域结构——我国传感器企业集群主要集中在长三角地区我国传感器企业集群主要集中在长三角地区，并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。其中，主要传感器企业有接近一半的比例分布在长三角地区，其他依次为珠三角、京津地区、中部地区及东北地区等。——华东地区传感器企业数量最多，约占全国企业总数的56.86%从企业分布来看，华东地区传感器企业数量最多，约占全国企业总数的56.86%，中南地区约占23.09%，华北地区约占8.36%，西北地区约占4.44%。此外，传感器产业伴随着物联网的兴起，在其它区域，如陕西、四川和山东等地也逐步发展起来。西安优势微电子公司生产的唐芯一号，推出了国内首颗物联网核心芯片。——全国十大传感器园区，长三角地区上榜6个据CCID数据，我国传感器十大园区，分别是：苏州工业园区，嘉定工业园区，北京经济技术开发区，无锡高新技术产业开发区，郑州高新技术产业开发区，武汉东湖新技术开发区，江苏武进高新技术产业开发区，温州乐清传感器产业基地，重庆市北碚传感器产业基地，杭州钱江经济技术开发区。在这十大园区中，长三角地区上榜6个;另外4个分布于北京、郑州、武汉和重庆。这个格局也基本反映了我国传感器产业的区域特点。行业下游应用结构——传感器主要应用在汽车电子、网络通信、工业制造、消费电子等领域传感器广泛应用于社会发展及人类生活都的各个领域，如工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。据CCID数据，传感器在汽车电子、网络通信、工业制造、消费电子以及医疗电子等领域应用较为广泛。其中汽车电子领域比重为24.2%，工业制造领域比重为21.1%，网络通信领域比重为21.0%，消费电子领域比重为14.7%。产业发展趋势传感器新技术发展趋势主要体现在智能化、微型化、集成化和网络化。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》。

汽车传感器的技术发展

随着汽车解码器电子技术的发展，汽车电子干扰工程化程度不断提高，通常的机械器系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的解码问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。一、发动机控制用传感器发动机控制用传感器有许多种，其中包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等。这类传感器是整个发动机的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等，由于其工作在发动机振动、汽油蒸气、污泥和泥水等恶劣环境中，因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求有很多种，其中最关键的是测量精度与可靠性，否则由传感器检测带来的误差最终将导致发动机控制系统失灵或故障。1.温度传感器：主要检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、机油温度、催化温度等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器精度较高，但响应特性差；热敏电阻式传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适用温度较低；热电偶式精度高，测温范围宽，但需考虑放大器和冷端处理问题。2.压力传感器：主要检测进气歧管绝对压力、真空度、大气压力、发动机油压、制动器油压、轮胎压力等。车用压力传感器已有若干种，应用较多的有电容式、压敏电阻式、膜盒传动的可变电感式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。电容式传感器具有输入能量高，动态响应好、环境适应性好等特点；压敏电阻式受温度影响大，需另设温度补偿电路，但适用于大量生产；LVDT式有较大输出，易于数字输出，但抗振性较差；SAW式具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性强、灵敏度高、分辨率高、数字量输出等特点，是一种较为理想的传感器。3.转速、角度和车速传感器：主要用于检测曲轴转角、发动机转速、车速等。主要有发电机式、磁阻式、霍尔效应式、光学式、振动式等。4.氧传感器：氧传感器安装在排气管内，测量排气管中的含氧量，确定发动机的实际空燃比与理论值的偏差，控制系统根据反馈信号，调节可燃混合气的浓度，使空燃比接近于理论值，从而提高经济性，降低排气污染。实际应用的是氧化锆和氧化钛传感器。5.流量传感器：测定进气量和燃油流量以控制空燃比，主要有空气流量传感器和燃料流量传感器。空气流量传感器检测进入发动机的空气量从而控制喷油器的喷油量，以得到较准确的空燃比，实际应用的有卡门旋涡式、叶片式、热线式。卡门式无可动部件、反应灵敏、精度较高；热线式易受吸入气体脉动影响，且易断丝；燃料流量传感器用于判定燃油消耗量。主要有水车式、球循环式。6.爆震传感器：它能把爆震信号传给控制系统，抑制爆震的发生。主要有磁致伸缩式和非共振型压电式。二、底盘控制用传感器底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器，在不同系统中作用不同，但工作原理与发动机中传感器是相同的，主要有以下几种形式传感器：1.变速器控制传感器：多用于电控自动变速器的控制。它是根据车速传感器、加速度传感器、发动机负荷传感器、发动机转速传感器、水温传感器、油温传感器检测所获得的信息经处理使电控装置控制换档点和液力变矩器锁止，实现最大动力和最大燃油经济性。2.悬架系统控制传感器：主要有车速传感器、节气门开度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、转向盘转角传感器等。根据检测到的信息自动调整车高，抑制车辆姿势的变化等，实现对车辆舒适性、操纵稳定性和行车稳定性的控制。3.动力转向系统传感器：它是根据车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器等使动力转向电控系统实现转向操纵轻便，提高响应特性，减少发动机损耗，增大输出功率，节省燃油等。4.防抱制动传感器：它是根据车轮角速度传感器，检测车轮转速，在各车轮的滑移率为20%时，控制制动油压、改善制动性能，确保车辆的操纵性和稳定性。三、车身控制用传感器采用这类传感器的主要目的是提高汽车安全性、可靠性、舒适性等，主要有应用于自动空调系统中的多种温度传感器、风量传感器、日照传感器等；安全气囊系统中加速度传感器；亮度自控中光传感器；死角报警系统中超声波传感器；图像传感器等。四、车用传感器研究开发趋势由于传感器在电控系统中的重要作用，所以世界各国对其理论研究、新材料应用、产品开发都非常重视。金刚石的耐热性好、热稳定性高，在真空中1200℃以上表面才开始出现炭化，在大气中也要在600℃以上才开始炭化，利用这一特性，制作适用于高温的热敏传感器，从常温到600℃范围内进行温度监测与控制，并且适用在高温且有腐蚀气体的恶劣环境下使用，性能稳定，使用寿命长，可用于发动机中高温测量。此外金刚石在高温下形变率很高，利用这一特性可制作高温环境下使用的振动传感器和加速度传感器。与其它材料振动膜相结合可作为高温、耐腐蚀、灵敏度高的压力传感器，用于振动检测以及发动机气缸压力等测量。光导纤维型传感器由于抗干扰性强、灵敏度高、重量轻、体积小，适于遥测等特点正受到人们的普遍重视。已有不少成熟的产品问世，如光纤转矩传感器，温度、振动、压力、流量等传感器。在开发利用新材料同时，由于微电子技术和微机械加工技术发展，传感器正向微型化、多功能化，智能化方向发展。微型化传感器利用微机械的加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以提高系统测试精度，例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起，同时测出压力和温度，便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。已有不少微型传感器面世，如压力传感器、加速度传感器、用于防撞的硅加速度传感器等。在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气，避免充气过量或不足，从而节约燃油10%。多功能化使传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。而智能传感器由于带有专用计算机，因而具有智能特点。此外，传感器响应时间、输出与计算机的接口等问题也是重要的研究课题。随着电子技术的发展，车用传感器的技术必将趋于完善

传感器对汽车发展的意义

目前，传感器在汽车上的应用及燃料剽余量等有关参数的测量。已不只局限于对行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以由于汽车交通事故的不断增多和汽车对环境的危害，传感器在一些新的设施。
如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车"黑匣子"等都得到了实际应用。可以预测，随着汽车电于技术和汽车安全技术的发展，传感器在汽车领域的应用将会更为广泛。