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行业资讯分享 | 关于传感器,你应该知道的……
发布时间:2023-04-12 14:04:34 浏览次数:1555 作者:小编

传感器与通信、计算机
被称为现代信息技术的三大支柱和物联网基础
其应用涉及国民经济及国防科研的各个领域
是国民经济基础性、战略性产业之一

 

今年年初之际,春节年后返程高峰期,比较特别的是,本次《新闻联播》关注的春运,有3分多钟时长,聚焦在我国一个细小的被"卡脖子"的高科技领域——传感器。

 

这也是新闻联播比较罕见地科普某科技应用,该新闻片段着眼介绍传感器在高铁、道路、桥梁等交通节点中发挥的作用,展现我国传感器等高科技为春运保驾护航,该新闻片段以《传感中国——分秒为计守护回家路》作为小节标题。

 

在《新闻联播》的介绍中,可能许多民众第一次听到压力传感器、振动传感器、倾角传感器、磁传感器……等等陌生的名词,此前或许也并不知道传感器在现代信息科技中有多么巨大的作用。



传感器有多重要?它是十大科技之首!!日本是国际公认的传感器技术强国,在上世纪就将传感器列为十大科技之首,他们的工商界给出评价:谁支配了传感器,谁就能支配了新时代。中国、美国、德国等世界将传感器列为未来重大科技项目,拼命想要在传感器上实现技术突破,足以说明它的重要性。


很多人可能很好奇传感器到底是什么,为什么一件普通人都很陌生的设备,会被全世界大国如此重视呢。今天我们简单科普一下,传感器到底是何高科技呢?让我们一起来了解下吧~

 

传感器的前世今生与未来

 

科技,让人类的能力圈不断扩大。如果说,机械延伸了人类的体力,计算机延伸了人类的智力,那么,无处不在的传感器,大大延伸了人类的感知力。

 

你了解传感器吗?简单来说,传感器就是一种检测装置,通常由敏感元件和转换元件组成,可以测量信息,也可以让用户感知到信息。通过变换方式,让传感器中的数据或价值信息转换成电信号或其他所需形式的输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。有了它,机器才能实现智能化。

 

传感器最初的形态

 


众所周知:指南针,是中国四大发明之一,也叫司南,其核心装置就是轴上的一根磁针,这根磁针可以感应地球磁场,以此来辨别方向。它其实就是一种传感器。类似指南针的传感器还有地动仪、日冕仪、温度计等,这些发明在某种程度上也影响和改变着人类的生活。

 

传感器技术发展经历的阶段


"传感器就好像是人的五官。"现在是后计算机时代,开始模拟五官。传感器真正独立存在还要从20世纪中期开始算起。

 

第一代:结构传感器   
诞生于20世纪50年代,是第一次工业批量生产的传感器,比较典型的代表是:电阻式传感器,90%都用在称重上:它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。如下图:



它的原理很简单,中间是金属材料做的,能导电。人站上去,这个金属就会发生形状变化,进而引起电阻和电流的变化,促使指针或者数字发生改变。

 

第二代:固体传感器
发展于70 年代的固体传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料的某些特性制成的。70年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展, 出现了集成传感器。集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。

 


可以说集成传感器的出现,把传感器推向了新的高度。这个时候的传感器到底有多重要,普通人很难看懂,但是举个例子大家就知道了。一台手机至少有十几个传感器,一辆高档轿车有200多个传感器、一架飞机有1000多个传感器,而我们常见的高铁传感器竟然可以达到5000多个。



第三代:智能传感器
80年代才刚刚发展起来的智能传感器,对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。80年代智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能。

 

90年代智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。


 

传感器是应用最广的一种电子器件之一,几乎所有的主流电子产品里都有它。随着物联网的发展,传感器作为一种感知技术,作用越来越大, 接下来小编带你了解十大传感器类型,智能化的当下生活,你值得去认识它们!

 

一、光电传感器

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。光电传感器一般由三部分组成,分为:发射器,接收器和检测电路。

 

二、接近开关

接近开关又称无触点行程开关,它除可以完成行程控制和限位保护外,还是一种非接触型的检测装置,用作检测零件尺寸和测速等,也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自动衔接等。 

 

三、光纤传感器

光纤传感器(Fibre sensor)的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质发生变化,成为被调制的信号光,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。

 

四、超声波传感器

超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于2,0000Hz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。

 

五、色标传感器

色标传感器是以不同颜色物体的发射率差作为检测原理,辨识和比对目标物体表面的灰度,专注于图案色彩的灰度差、灰度变化。

 

六、位移传感器

是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中,位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同,位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。

 

七、图像识别传感器

图像识别传感器可使用相机拍摄到的图像辨别目标物的有无或差异。与图像检测"系统"不同,相机、照明、控制器自成一体,构成和操作十分简单。并采用以图像"面"进行广泛捕捉的原理,即使目标物动作不固定,也可进行检测。

 

八、压力传感器

压力传感器是使用最为广泛的一种传感器,应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

 

九、安全光栅

安全光栅也叫安全光幕,是一种光电安全保护装置,它也有很多叫法,如:安全保护器、冲床保护器、红外线保护装置等,是一种新开发的高品质自动控制产品,运用红外线扫描探测技术。

 

十、磁性传感器

磁性传感器是自动化控制的核心电子元器件,由外壳、感磁组件、电子电路、电线所组成。通过对执行件行程位置的侦测,进而达到定位、限位保护等自动化控制的目的。

 

「磁性传感器」被广泛搭配于气缸、电缸、油缸等各类执行元件,应用于生产制造、医疗器械、车载交通、机器人等上千种自动化场景中。



传感器的未来

 

传感器已广泛应用于航天航空、国防科研、信息产业、机械、电力、交通、冶金、石油、建筑、医学、环保、农林、渔业生产、食品、机器人、家电等诸多领域,可以说几乎可以渗透到每个领域。从先进制造、智慧城市、智能医疗,到如今的元宇宙、物联网、ChatGPT时代,传感器都是不可或缺的基石。

 

 

未来,传感器的发展趋势,将在我们的生活中越来越普及化。

 

01、更多的医疗应用
未来,更多医疗级的传感器将通过严格的监管审批并实现医疗应用。

02、更好的感知与更多的数据
未来的传感器将更有效地模仿人类的感官,来检测、处理和分析复杂的信号,如生物危害、气味、材料压力、病原体和腐蚀等。

03、更小更便宜
随着各种新平台和新材料的应用,制造商可以制造更小的传感器,其性能可以与毫米级和微波级的电子元器件一样高,并且随着更少的硅的应用,成本将大幅降低。

04、更高的准确性
更准确、更可靠和可复制的传感器将在医疗设备等领域拥有更多的应用场景,其实现的功能也更加强大。

05、更灵活且更柔性
通过微线技术和磁场,传感器可以像头发丝一样纤细,而又具有弹性,不需要电源,可以无接触地测量温度、压力、拉力、应力,扭转和位置。

06、更节能
未来,传感器将变得更智能,并由特定条件驱动,只有当达到某个条件时才能被激活,而当它们处于待机模式时,几乎没有功耗。

07、更环保
在未来,环境友好型和可生物降解的传感器将日益受到欢迎。

08、更高的复杂性和更好的兼容性
通过协调工作,传感器将获得额外的复杂性。传感器集群可以更好地协调传感器之间的工作,并通过自主学习系统来确定工作内容和位置。 

 

随着传感器更加深入地融入我们的日常生活,以及与AI等新技术的融合,在未来的互联互通和自动化的世界中,传感器将使我们的生活更加美好。未来,传感器将不断推陈出新,继续朝着微型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展,以此来改变未来世界的格局!

 

在这场科技角逐的市场竞争中,ALIF爱里富科技始终坚持主动积极,不断创新的步伐,研发出更多的新产品,来适应市场的需求变化。