中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。传感器技术历经了多年的发展,其技术的发展大体可分三代:
第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。
第二代是上70年代发展起来的固体型传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成。如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。
第三代传感器是以后刚刚发展起来的智能型传感器,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物,使传感器具有一定的人工智能。
传感器曾经推进现有的机械测量技术。然而,在过去的20年里,传感器厂商不断研究创新的测量原理。这些成果能让我们在有线和无线领域用到高集成、低成本的传感器。
在过去十年的初期,微机电系统(MEMS)是关注的热点,将芯片技术与机械技术相结合是一项了不起的成就。
一个全新的微型世界产生了很多的创新发明与实验,而当前,这些看似创新的成果已经融入人们的日常生活。随着智能手机中的惯性传感器和工业机器中的 MEMS技术不断发展,这些技术已随处可见。
针对快速变化的市场,开发出与需求紧密匹配的创新传感器,是一件激动人心的事情,但同时也会遇到很大困难。随着可穿戴设备的迅猛发展以及与智能手机的结合,涌现出了精度更高、功耗更低的微型传感器,此类传感器还支持物联网(IoT)等其他领域的数字化需求。更安全的车辆和自动驾驶技术,已将重点放在雷达和激光雷达技术上。最终,传感器技术将在医疗领域大大提升采集和分析个人健康数据的能力。其中,许多传感器会逐步集成到无线传感器网络(WSN)中。
作为一种传感器技术,MEMS无疑是成功的,而且还有提升的潜力。可靠性和环境适应能力是其成功的保证。MEMS持续创新,不仅减小了尺寸、降低了成本,而且还有很大的优化提升空间。此外,已经成熟的技术还会在一些新的领域得到广泛的应用。也许,到2030年可以讨论它未来是否会被淘汰。但就目前而言,MEMS技术仍然是许多公司投入大量研发成本的核心技术之一。
传感器是新数字时代必不可少的元素,广泛应用于工业、电子医疗和环境应用等专业领域,以及休闲、可穿戴、自动驾驶和游戏领域。事实上,传感器的使用可以被视为技术对美好世界的贡献,在电子医学、灾害预防、优化制造等领域都有广泛应用。
传感器的研发正在不断推进,目的是推出适应不同传感需求的创新解决方案。我们正在研发更小、更专的传感器,以覆盖更广阔的领域,并在极端条件(例如水下、存在污染物和腐蚀性化学物质的环境等)下 运行。
除此之外,从消费电子到汽车电子,再到可穿戴设备,在低功耗、低成本等方面也面临着一定的挑战。事实上,传感器将继续融入人们的日常生活,为我们的健康和安全做出巨大贡献,并推动外部环境的不断完善。