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传感器市场成熟 智能应用成趋势

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文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-11-07 15:38:00

  传感器、计算机、互联网被称为信息技术三大产业。随着信息技术对传统产业逐步渗透,传感器应用范围被大大拓宽,作用也越来越重要。在许多大型设备以及控制系统中,传感器数量更是惊人。数据显示,未来5年中国传感器市场需求将持续保持30%的年增速。近年来,我国传感器市场发展产业快速增长,应用模式日渐成熟。技术发展推动智能传感器诞生。


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  随着物联网等新兴产业的兴起,传感器产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。

  以物联网为例,在感知层、传输层和应用层三个领域,传输层和应用层主要利用计算机、通信以及互联网技术,技术路径比较成熟。而由传感器系统构成的感知层,主要为物联网采集信息与数据,是物联网的基础。可以说传感器产业发展的快慢决定物联网产业的发展。

  目前从材料、器件、系统到网络我国已形成较为完整的传感器产业链。在网络接口、传感器与网络通信融合、物联网体系架构等方面取得较大进展。但产业档次偏低、企业规模小、技术创新能力差,很多企业只是引进国外元件进行加工,同质化严重。而生产装备落后、工艺不稳定等造成产品指标分散、稳定性差。模仿产品在敏捷度方面也不尽如人意。在相对研发突出的领域,却忽略了工业化基础性开发,商品化开发严重滞后。

  资料显示,目前我国传感器产品约6000种左右,而国外已达20000多个,远远满足不了国内市场需求。中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%,国产化缺口巨大。其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表,国外对我国往往采取限制。

  传感器产业部分领域优势凸显

  传感器技术产业渗透性强,其发展滞后局面已经对我国新兴产业的推进形成制约。由于我国传感器产业总体实力仍处于弱势,短时间内寻求全面突破恐不现实。因此,发展传感器产业应首先争取在局部形成突破,掌握一批具有自主知识产权的核心技术,通过这些关键性领域突破的辐射带动推动产业进步。

  事实上,我国传感器产业在某些领域已形成优势。先施科技、远望谷等企业在超高射频RFID产品领域占据国内90%的市场份额。根据湘财证券研究报告,汉威电子气体传感器国内市场占有率也高达60%,气体检测仪器仪表市场占有率达9%。

  在众多应用领域,传感器虽然是不可或缺的关键器件,但它只能依附于大的产业系统而存在,在很多领域往往还需要量身定做,不少单个领域市场规模并不大,因此企业不应一味追求规模。

  其次,传感器产品研发周期长,资金前期投入大。而国内企业普遍规模偏小、技术力量薄弱,不少企业凭借自己的科研力量研究出来的成果常常落后于世界网先进水平,有些甚至还没有开始应用就被更先进的技术所替代而遭淘汰。

  为此,在加强产业政策引导和激励、积极吸引社会资本投入的同时,还应该通过财政支持,在关键共性领域搭建公共技术平台。

  此外,在某些领域我国传感器技术及研发在国际上并不落后,在一些高精尖如航空航天领域甚至还领先世界,但产业化方面比较薄弱,产品由于价格高而丧失竞争力,亟待实现低成本商业化。传感器是多种高技术的集合产物,具有技术密集,制造工艺多样性、边缘性、综合性等特征,产业化推进涉及面广。当前,应以国家大力推进战略性新兴产业为契机,围绕经济转型对传感器的需求,形成资源优势互补的产学研联盟,完善行业产品标准,为产业化创造条件。

  智能传感器

  智能传感器是什么传感器,有什么样的功能特点呢,智能传感器是通过模拟人的感官和大脑的协调工作而提出来的,对于它的功能特点,我们看一下详细的介绍。

  1.复合敏感功能----我们观察周围的自然现象,常见的信号有声、光、电、热、力、化学等。敏感元件测量一般通过两种方式:直接和间接的测量。而智能传感器具有复合功能,能够同时测量多种物理量和化学量,给出能够较全面反映物质运动规律的信息。

  2.自补偿和计算功能----多年来从事传感器研制的工程技术人员一直为传感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作,但都没有从根本上解决问题。而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟了新的道路。这样,放宽传感器加工精密度要求,只要能保证传感器的重复性好,利用微处理器对测试的信号通过软件计算,采用多次拟合和差值计算方法对漂移和非线性进行补偿,从而能获得较精确的测量结果。

  3.自检、自校、自诊断功能----普通传感器需要定期检验和标定,以保证它在正常使用时足够的准确度,这些工作一般要求将传感器从使用现场拆卸送到实验室或检验部门进行。

  对于在线测量传感器出现异常则不能及时诊断。采用智能传感器情况则大有改观,首先自诊断功能在电源接通时进行自检,诊断测试以确定组件有无故障。其次根据使用时间可以在线进行校正,微处理器利用存在EPROM内的计量特性数据进行对比校对。

  4.信息存储和传输----随着全智能集散控制系统(SmartDistributedSystem)的飞速发展,对智能单元要求具备通信功能,用通信网络以数字形式进行双向通信,这也是智能传感器关键标志之一。智能传感器通过测试数据传输或接收指令来实现各项功能。如增益的设置、补偿参数的设置、内检参数设置、测试数据输出等。

  5.智能传感器的集成化----由于大规模集成电路的发展使得传感器与相应的电路都集成到同一芯片上,而这种具有某些智能功能的传感器叫作集成智能传感器集成智能传感器的功能有三个方面的优点:较高信噪比:传感器的弱信号先经集成电路信号放大后再远距离传送,就可大大改进信噪比。改善性能:由于传感器与电路集成于同一芯片上,对于传感器的零漂、温漂和零位可以通过自校单元定期自动校准,又可以采用适当的反馈方式改善传感器的频响。信号规一化:传感器的模拟信号通过程控放大器进行规一化,又通过模数转换成数字信号,微处理器按数字传输的几种形式进行数字规一化,如串行、并行、频率、相位和脉冲等。

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