‘壹’ 现代传感器技术的发展趋势
对比传感器技术的发展历史与研究现状可以看出,随着科学技术的迅猛发展以及相关条件的日趋成熟,传感器技术逐渐受到了更多人士的高度重视当今传感器技术的研究与发展,特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展,已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。
由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移、重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性,所以外界因素的改变与动荡必然会造成传感器自身特性的小稳定,从而给其实际应用造成较大影响这就要求我们针对传感器的工作原理和结构。
在小同场合对传感器规定相应的基本要求,以最大程度优化其性能参数与指标,如高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本宽测量范围小尺寸重量轻和高强度等。
同时,根据对国内外传感器技术的研究现状分析以及对传感器各性能参数的理想化要求,现代传感器技术的发展趋势可以从四个方面分析与概括:
一是开发新材料、新工艺和开发新型传感器;
二是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化;
三是实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;
四是通过传感器与其它学科的交叉整合,实现无线网络化。
(1)汽车传感器有哪些新的趋势扩展阅读:
传感技术发展现状:
无论是国内还是国外,与计算机技术和数字控制技术相比,传感技术的发展都落后于它们。从80年代起才开始重视和投资传感技术的研究开发或列为重点攻关项目,不少先进的成果仍停留在研究实验阶段,转化率比较低。
我国从60年代开始传感技术的研究与开发,经过从“六五”到“九五”的国家攻关,在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步。
初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系,并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。
但从总体上讲,它还不能适应我国经济与科技的迅速发展,我国不少传感器、信号处理和识别系统仍然依赖进口。
同时,我国传感技术产品的市场竞争力优势尚未形成,产品的改进与革新速度慢,生产与应用系统的创新与改进少。
‘贰’ 汽车所有的传感器有哪些各分布在哪
汽车传感器过去单纯用于发动机上,现在巳扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。在种类繁多的传感器中,常见的有∶
1、 用在电控喷油喷射发动机上的传感器
进气压力传感器:反映进气歧管内的绝对压力大小的变化,是向ECU(发动机电控单元)提供计算喷油持续时间的基准信号;
空气流量传感器:测量发动机吸入的空气量,提供给ECU作为喷油时间的基准信号;
节气门位置传感器:测量节气门打开的角度,提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号;
曲轴角度传感器:检测曲轴及发动机转速,提供给ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号;
氧传感器:检测排气中的氧浓度,提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值(理论值)附近的的基准信号;
进气温度传感器:检测进气温度,提供给ECU作为计算空气密度的依据;
水温传感器:检测冷却液的温度,向ECU提供发动机温度信息;
爆燃传感器:安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况,提供给ECU根据信号调整点火提前角。
2、 用在底盘控制方面的传感器
这些传感器主要应用在变速器、方向器、悬架和ABS上。
变速器:有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等,方向器有转角传感器、转矩传感器、液压传感器;
悬架:有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧倾角传感器、转角传感器等
(2)汽车传感器有哪些新的趋势扩展阅读:
车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电信号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。
车用传感器很多,判断传感器出现的故障时,不应只考虑传感器本身,而应考虑出现故障的整个电路。因此,在查找故障时,除了检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。
被测对象的多样性及快速变化性
汽车上常用的传感器类型包括轮速传感器、曲轴/凸轮轴位置传感器、温度传感器、压力传感器、爆震传感器等。针对层出不穷的车型,每个功能相同的传感器在外形上又有着各种各样的差异,再加上测量指标、生产环境等要求越来越苛刻,使得传统单一的测试工作台无法兼顾如此多样的传感器生产。
测试近似性
在实际生产中,不同传感器的测试内容又有着一定的近似性。因为从测试原理上讲,汽车传感器主要分为主动式/被动式、温度、压力传感器等类型。也就是说,对于不同的传感器,只要测试原理是一样的,那就意味着它们的测试仪器等设备也是一样的。
测试设备
汽车传感器生产线都要求采用经济、高效、自动、灵活的测试设备,而且要具备高自动化、高效率、高产能、高可靠性的特点。传感器生产厂家希望一次性投入以后,测试设备本身还能不断地进行扩充,有效地支持最新产品和更高的性能指标要求,从而保证设备资本投入的有效性。
其他要求
为了保证生产质量,设备需要具备一定的生产过程统计能力,并有助于减少由于人为因素造成的生产质量降低的问题。集成化、智能化是汽车传感器的发展趋势。如果只进行终检测试,发现问题为时已晚,所以往往测试会和生产过程交互进行。
这样,一方面要求测试设备与生产线上其他设备良好衔接,另一方面能够实现设备间的信息和数据共享。
根据法拉第电磁感应定律,N匝线圈在磁场中运动,切割磁力线(或线圈所在磁场的磁通变化)时,线圈中所产生的感应电动势的大小取决于穿过线圈的磁通的变化率。
直线移动式磁电传感器
直线移动式磁电传感器由永久磁铁、线圈和传感器壳体等组成
当壳体随被测振动体一起振动且在振动频率远大于传感器的固有频率时,由于弹簧较软,运动件质量相对较大,运动件来不及随振动体一起振动(静止不动)。此时,磁铁与线圈之间的相对运动速度接近振动体的振动速度。
转动式
软铁、线圈和永久磁铁固定不动。由导磁材料制成的测量齿轮安装在被测旋转体上,每转过一个齿,测量齿轮与软铁之间构成的磁路磁阻变化一次,磁通也变化一次。线圈中感应电动势的变化频率(脉冲数)等于测量齿轮上的齿数和转速的乘积。
‘叁’ 汽车传感器的发展趋势
未来的汽车传感器技术的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。
20世纪末期,设计技术、材料技术,特别是Mems (微电子机械系统)技术的发展使微型传感器提高到了一个新的水平,利用微电子机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在同一芯片上,它具有体积小、价格便宜、可靠性高等特点,并且可以明显提高系统测试精度。采用Mems技术可以制作检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。由于Mems微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势,它们已开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。Mems传感器将成为世界汽车电子的重要构成部分。
汽车传感器和电子系统向着采用Mems传感器的方向发展。Philips Electronics公司和Continental Treves公司10年销售1亿只用于汽车ABS系统的传感器芯片,生产上达到了一个新的里程碑。两个公司共同开发有源磁场传感器的前瞻性技术,产品应用在汽车厂家生产的最新的轿车上。Continental Teves公司用这种磁阻式转速传感器制作了轮速传感器,用于ABS系统,防滑系统等。
Mems传感器成本低、可靠性好、尺寸小,可以集成在新的系统中,工作时间达到几百万个小时。Mems器件最早的是绝压传感器(Map)和气囊加速度传感器。正在研发和小批量生产的MEMS/MST产品有:轮速旋转传感器,胎压传感器,制冷压力传感器,发动机油压传感器,刹车压力传感器和偏离速率传感器等等。在今后的5-7年Mems器件将大量应用到汽车系统中。
随着微电子技术的发展和电子控制系统在汽车上的应用迅速增加,汽车传感器市场需求将保持高速增长,以Mems技术为基础的微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将逐步取代传统的传感器,成为汽车传感器的主流。
21世纪初期(2010前后),敏感元件与传感器发展的总趋势是小型化、集成化、多功能化、智能化、系统化。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,并加速新一代传感器的开发和产业化。
微机械加工技术(MEMT)和微米/纳米技术将得到高速发展,将成为21世纪传感器领域中带有革命变化的高新技术。采用MEMT制作的MEMS产品(微传感器和微系统),具有划时代的微小体积、低成本、高可靠等独特的优点,预计由微传感器、微执行器以及信号和数据处理装置总装集成的微系统将进入商业市场。
随着新型敏感材料的加速开发,微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科、各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批新颖、先进的传感器。如:新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面阵列红列探测器、生物传感器、诊断传感器、智能传感器、基因传感器以及模糊传感器等。
硅传感器的研究、生产和应用将成为主流,半导体工业将更加有力地带动传感器的设计手日工艺制造技术;而微处理器和计算机将进一步带动新一代智能传感器和网络传感器的数据管理和采集。
敏感元件与传感器的更新换代周期将越来越短,其应用领域将得到拓展,二次传感器和传感器系统的应用将大幅度增长,廉价传感器的比例将增大,必将促进世界传感器市场的迅速发展。
高科技在传感技术中的应用比例更加增大。传感技术涉及多学科的交叉,它的设计需要多学科综合理论分析,常规方法已难于满足,CAD技术将得到广泛应用。如:国外在90年代初就研究出了用于硅压力传感器设计的MEMS CAD软件,大型有限元分析软件ANSYS,包含了力、热、声、流体、电、磁等分析模块,在MEMS器件的设计和模拟方面取得了成功。
传感器产业将进一步向着生产规模化、专业化和自动化方向发展。工业化大生产的平面工艺技术将是促进传感器价格大幅度降低的主要动力。而传感器制造的后工序一一封装工艺和测试标定(两者的费用约占产品总成本的50%以上)的自动化,将成为关键生产工艺予以突破。
传感器产业的企业结构仍将呈现“大、中、小并举”“集团化、专业化生产共存”的格局,集团化的大公司(含跨国集团公司〉将越来越显示出它的垄断作用,而专业化生产的中、小企业因其能适应市场小批量产品的需求,仍有其生存、发展的空间和机遇。
多功能化是指一个传感器能检测2个或者两个以上的特性参数或者化学参数,从而减少汽车传感器数量,提高系统可靠性。
集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。
智能化是指传感器与大规模集成电路相结合,带有CPU,具有智能作用,以减少ECU的复杂程度,减少其体积,并降低成本。
‘肆’ 汽车中的传感器有哪些分类
1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。
2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和"0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
(4)汽车传感器有哪些新的趋势扩展阅读:
未来汽车传感器技术总的发展趋势是微型化、多功能化和智能化。
微型传感器利用微机械加工技术,将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上,由于具有体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以明显提高系统测试精度。当前,该技术逐步成熟,可以制作检测力学量、磁学量、热学量等各种微型传感器。
多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上的特征参数或者化学参数,从而减少汽车传感器的数量,提高系统的可靠性。智能化是将传感器与大规模集成电路相结合,具有智能作用。
‘伍’ 智能网联汽车在智能化方面主要涉及到了哪些新的传感器呢
智能网联汽车核心传感器:毫米波雷达,所谓的毫米波雷达,就是指工作频段在毫米波频段的雷达,测距原理跟一般雷达一样,也就是把无线电波(雷达波)发出去,然后接...
‘陆’ 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
‘柒’ 传感器的发展趋势是什么
强调传感技术系统的系统性和传感器、处理与识别的协调发展,突破传感器同信息处理与识别技术与系统的研究、开发、生产、应用和改进分离的体制,按照信息论与系统论,应用工程的方法,同计算机技术和通讯技术协同发展。突出创新。国外传感技术的发展强调以下几方面的创新:利用新的理论、新的效应研究开发工程和科技发展迫切需求的多种新型传感器和传感技术系统。侧重传感器与传感技术硬件系统与元器件的微小型化。利用集成电路微小型化的经验,从传感技术硬件系统的微小型化中提高其可靠性、质量、处理速度和生产率,降低成本,节约资源与能源,减少对环境的污染。这种充分利用已有微细加工技术与装置的做法已经取得巨大的效益、极大地增强了市场竞争力,例如:80年代进口一套AE传感器及其住处预处理硬件的成本已被降至原来的百分之几到千分之几,使我国经“七五”和“八五”攻关的产品化系统处于无力竞争的地位。
后者采用独创的宽带高精度AE传感器和厚膜集成电路预处理硬件,但其成本仍比国外先进的产品高数倍到数十倍。在微小型化中,为世界各国注目的是纳米技术。集成化。进行硬件与软件两方面的集成,它包括:传感器阵列的集成和多功能、多传感参数的复合传感器(如:汽车用的油量、酒精检测和发动机工作性能的复合传感器);传感系统硬件的集成,如:信息处理与传感器的集成,传感器--处理单元--识别单元的集成等;硬件与软件的集成;数据集成与融合等。
‘捌’ 传感器的发展趋势
潜水压力传感器市场现状及未来发展趋势
2020年中国潜水压力传感器市场规模达到了 亿元,预计2027年可以达到 亿元,未来几年年复合增长率(CAGR)为 % (2021-2027)。
本报告研究中国市场潜水压力传感器的生产、消费及进出口情况,重点关注在中国市场扮演重要角色的全球及本土潜水压力传感器生产商,呈现这些厂商在中国市场的潜水压力传感器销量、收入、价格、毛利率、市场份额等关键指标。此外,针对潜水压力传感器产品本身的细分增长情况,如不同潜水压力传感器产品类型、价格、销量、收入,不同应用潜水压力传感器的市场销量等,本文也做了深入分析。历史数据为2016至2021年,预测数据为2021至2027年。
主要厂商包括:
WIKA
Viatran
VEGA
Ashcroft
Omega Engineering Inc
Automation Procts Group, Inc.
TE Connectivity
Transcers Direct
Setra Systems, Inc.
Hawk Measurement Systems
Honeywell International Inc
SENDO
RS Hydro
Dwyer Instruments, LLC
Stellar Technology
Gems Sensors
Xylem
按照不同产品类型,包括如下几个类别:
准确度<±0.5%
准确度>=±0.5%
按照不同应用,主要包括如下几个方面:
自来水厂
深井
地下储罐
海事
其它
国内重点关注如下几个地区:
华东地区
华南地区
华中地区
华北地区
西南地区
东北及西北地区
本文正文共10章,各章节主要内容如下:
第1章:报告统计范围、产品细分及中国总体规模(销量、销售收入等数据,2016-2027年);
第2章:中国市场潜水压力传感器主要厂商(品牌)竞争分析,主要包括潜水压力传感器销量、收入、市场份额、价格、产地及行业集中度分析;
第3章:中国潜水压力传感器主要地区销量分析,包括消量及份额等;
第4章:中国市场潜水压力传感器主要厂商(品牌)基本情况介绍,包括公司简介、潜水压力传感器产品型号、销量、价格、收入及最新动态等;
第5章:中国不同类型潜水压力传感器销量、收入、价格及份额等;
第6章:中国不同应用潜水压力传感器销量、收入、价格及份额等;
第7章:行业发展环境分析;
第8章:供应链分析;
第9章:中国本土潜水压力传感器生产情况分析,及中国市场潜水压力传感器进出口情况;
第10章:报告结论。