號外！正確打開傳感器的姿勢你Get到了嗎
如(ru)今(jin)，“沒(mei)有傳感(gan)器就(jiu)沒(mei)有現代科學技(ji)術(shu)”已然(ran)成為全(quan)*的觀點，各國(guo)將傳感(gan)器提到了較高的位(wei)置，在發展傳感(gan)器產業方面任誰也不想落后于人。我國(guo)傳感(gan)器市(shi)場亦(yi)在智能制造浪潮的推動下，進入快速(su)增長的新階段，而隨著物(wu)聯網行業的全(quan)面爆發，傳感(gan)器廠商(shang)也正式(shi)迎(ying)來(lai)發展的紅利時期。
2017年(nian)11月20日，工(gong)信部(bu)正式下(xia)發《智能傳感(gan)器產(chan)業三年(nian)行動指南(nan)（2017-2019）》（簡稱“指南(nan)”），《指南(nan)》提出總體目標，規劃到(dao)2019年(nian)實現(xian)傳感(gan)器產(chan)業取(qu)得明顯突破，智能傳感(gan)器產(chan)業規模(mo)達到(dao)260億(yi)元，其中主營業務超過10億(yi)元的(de)(de)企業達到(dao)5家，超過1億(yi)元的(de)(de)企業實現(xian)20家。微機電(dian)系統(tong)(MEMS)工(gong)藝生產(chan)線產(chan)能穩(wen)步增長。
智能化(hua)傳感器乃大勢所趨
2017年(nian)12月15日，工信(xin)部正(zheng)式印(yin)發了《促進新一代(dai)人(ren)(ren)工智(zhi)(zhi)能(neng)產業發展三年(nian)行(xing)動計劃》，為2018年(nian)到2020年(nian)人(ren)(ren)工智(zhi)(zhi)能(neng)發展指明(ming)了前進的(de)方(fang)向。計劃中的(de)重點內容是培育八項(xiang)智(zhi)(zhi)能(neng)產品和四項(xiang)核心(xin)基(ji)礎，而智(zhi)(zhi)能(neng)傳感器(qi)正(zheng)排在核心(xin)基(ji)礎的(de)位，處于基(ji)礎、Z重(zhong)要(yao)的地位(wei)。
計劃中提(ti)出要發展(zhan)(zhan)市場前景(jing)廣闊的(de)(de)(de)(de)新型(xing)生物(wu)、氣體、壓(ya)力等智能傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)，并對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)發展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)提(ti)出了具體的(de)(de)(de)(de)要求，到2020年，壓(ya)電傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)、磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)、紅外傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)等的(de)(de)(de)(de)性能顯著提(ti)高(gao)，達到水(shui)平(ping)以內的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)實現(xian)(xian)商用，弱磁(ci)場分辨率(lv)達到1pT的(de)(de)(de)(de)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)實現(xian)(xian)量產。
智能傳感(gan)(gan)器屬(shu)于物(wu)聯網的(de)(de)神經末梢，成為人類全面感(gan)(gan)知(zhi)自然的(de)(de)核心(xin)元(yuan)件(jian)，各類智能傳感(gan)(gan)器的(de)(de)大(da)規(gui)模部署和應用(yong)是構成物(wu)聯網*的(de)(de)基本條件(jian)。對應不同(tong)的(de)(de)應用(yong)范圍會(hui)使用(yong)不同(tong)的(de)(de)傳感(gan)(gan)器，其覆(fu)蓋范圍包括智能制造(zao)、智慧城(cheng)市、智能安保、智能家(jia)居、智能運輸、智能醫療等。
相(xiang)較(jiao)于(yu)普(pu)通(tong)傳(chuan)感器(qi)的(de)感知——輸(shu)出(chu)的(de)單一(yi)功(gong)能，以及(ji)失效后無法(fa)及(ji)時(shi)判定等問題，智(zhi)能傳(chuan)感器(qi)本身具備的(de)各類自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)主功(gong)能是“智(zhi)能”的(de)主要(yao)表(biao)現，包括針對安裝(zhuang)使用過(guo)程(cheng)中的(de)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)主校(xiao)零、自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)主標(biao)定、自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)校(xiao)正功(gong)能，使用過(guo)程(cheng)中應(ying)對各類環境干擾及(ji)變化的(de)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)動補償功(gong)能，工作狀態下的(de)數據采集(ji)及(ji)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)主分(fen)析(xi)、數據處理及(ji)執(zhi)行干預等本地邏輯功(gong)能，數據采集(ji)后的(de)上傳(chuan)及(ji)系統指令(ling)的(de)決策處理功(gong)能等，特別是面(mian)向更多無人值守應(ying)用環境，以及(ji)大數據分(fen)析(xi)數據采集(ji)產(chan)品中的(de)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)學習(xi)功(gong)能等，這些都(dou)是傳(chuan)感器(qi)智(zhi)能化的(de)表(biao)現，這其中多數都(dou)屬于(yu)典(dian)型的(de)物(wu)聯網(wang)特征應(ying)用。
不得不說，傳(chuan)感(gan)器日趨(qu)智能化對于傳(chuan)感(gan)器制造(zao)商來說既是(shi)機遇，也是(shi)挑戰。
傳感器的應用(yong)，其實就在身(shen)邊
上面我們已經提到，日趨智能(neng)化的傳(chuan)感器(qi)對于制造商來說是一個不錯的紅利時期，畢(bi)竟(jing)現(xian)在許多行業領域都需要(yao)傳(chuan)感器(qi)讓設備(bei)對外(wai)界進行感知(zhi)，今(jin)天，工控小編跟您談一談近幾年Z受人關(guan)注的三(san)個代表性領域：智慧工廠、智能電網(wang)和(he)自動駕駛。
智慧工(gong)(gong)廠：在(zai)工(gong)(gong)業(ye)生(sheng)產的(de)各個環節中，幾乎(hu)都需要(yao)傳感器(qi)(qi)進行(xing)監測，并把(ba)數據反饋給控制中心，以便對出現異(yi)常節點(dian)進行(xing)及時干預，保證工(gong)(gong)業(ye)生(sheng)產正常進行(xing)。業(ye)界普(pu)遍認為，新(xin)一代的(de)智能傳感器(qi)(qi)是智能工(gong)(gong)業(ye)的(de)“心臟”，它讓產品生(sheng)產流程持續運(yun)行(xing)，并讓工(gong)(gong)作(zuo)人員(yuan)遠離生(sheng)產線和(he)設備，保證人身安全和(he)健康。例(li)如在(zai)汽(qi)車制造(zao)行(xing)業(ye)中，汽(qi)車零部件工(gong)(gong)廠和(he)裝(zhuang)配線上的(de)金屬沖壓機器(qi)(qi)的(de)每個動作(zuo)都需要(yao)傳感器(qi)(qi)跟蹤。
智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)：智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)中傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)的應用，是利(li)用傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)對某些電(dian)力(li)(li)產品的質量、故障定位(wei)等作出快速直(zhi)接測量并進行在線監(jian)控。目(mu)前所提倡的智(zhi)慧城市、智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)概念，究其根本：建立智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)所需要的終(zhong)端(duan)電(dian)力(li)(li)信息采集系(xi)統，很大程度上是指傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)網(wang)(wang)(wang)絡，智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)的建設，直(zhi)接帶動了(le)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)市場，同時，為了(le)滿足智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)(wang)(wang)日后升級的需求，電(dian)力(li)(li)系(xi)統傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)也在向智(zhi)能(neng)化、系(xi)統化、網(wang)(wang)(wang)絡化邁進。
自動駕駛(shi)：在(zai)(zai)智慧交通時代，主動安(an)(an)全(quan)技術成為備受關注的(de)(de)新(xin)興領(ling)域，需要改進現有的(de)(de)主動安(an)(an)全(quan)系統，比如側(ce)翻（rollover）與穩定(ding)性控制（ESC），這(zhe)就需要加速(su)度傳感(gan)器和角速(su)度傳感(gan)器來感(gan)測車(che)(che)身姿態。除(chu)此之外，傳感(gan)器在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)領(ling)域還(huan)有很(hen)多應(ying)用，包(bao)括安(an)(an)全(quan)氣囊、汽(qi)車(che)(che)發動機等(deng)。
自動駕駛技術的(de)(de)興(xing)起，進一步推動了(le)傳感(gan)器進入汽車。雖然(ran)GPS接收器可以計算自身位(wei)(wei)置(zhi)和(he)(he)速度，但在GPS信號(hao)較差的(de)(de)地(di)方（地(di)下車庫、隧道）和(he)(he)信號(hao)受(shou)到(dao)干擾的(de)(de)時(shi)候，汽車的(de)(de)導航會(hui)受(shou)到(dao)影(ying)響，這(zhe)對自動駕駛來說是致命(ming)的(de)(de)缺陷(xian)。利用陀(tuo)螺儀和(he)(he)加速度計獲取速度和(he)(he)位(wei)(wei)置(zhi)（角(jiao)速度和(he)(he)角(jiao)位(wei)(wei)置(zhi)），車輛任何細微的(de)(de)動作和(he)(he)傾(qing)斜姿態，都(dou)被轉化(hua)為數字信號(hao)，通過總線，傳遞(di)給行車電腦。
筆者觀(guan)點(dian)
目(mu)前，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)的傳(chuan)感器產業已形成了從(cong)技術研發、設計、生產到應用的完整產業體系。近(jin)(jin)年來，我國(guo)(guo)傳(chuan)感器市場(chang)一直(zhi)持續(xu)增長，近(jin)(jin)千億的市場(chang)規模亦吸引不少國(guo)(guo)外(wai)廠家進(jin)駐(zhu)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)進(jin)行布局，當(dang)中(zhong)(zhong)暴露出的是國(guo)(guo)內外(wai)傳(chuan)感器技術之(zhi)間(jian)的差距。
智能制造所需的某些(xie)特殊(shu)部件(jian)，如需要耐高溫高壓的傳感(gan)器，國內產(chan)品的可靠性(xing)、穩定性(xing)還(huan)(huan)是有些(xie)差距。在航天、等(deng)領域(yu)，為了(le)做(zuo)到(dao)自主安全可控，可以不(bu)計成本地(di)生(sheng)產(chan)研發(fa)、生(sheng)產(chan)部分傳感(gan)器。但(dan)是應用(yong)到(dao)工(gong)業領域(yu)，目(mu)前階(jie)段(duan)還(huan)(huan)是采購進口(kou)產(chan)品比較劃算。對(dui)于電(dian)機(ji)、視覺、力覺等(deng)高附加值(zhi)的傳感(gan)器，我國現在還(huan)(huan)無(wu)法大規模生(sheng)產(chan)，只能依賴(lai)進口(kou)。為了(le)追(zhui)求整個系統的一致(zhi)性(xing)和可靠性(xing)，又連帶許多傳感(gan)器也要使用(yong)進口(kou)產(chan)品。
可見，目前我(wo)國(guo)(guo)制(zhi)造領域所采(cai)用的(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器還是依(yi)賴于進口，市場規模仍(reng)將持續保(bao)持在(zai)千億(yi)以上(shang)，但盡(jin)管如此(ci)，中國(guo)(guo)傳(chuan)(chuan)感(gan)器產(chan)業(ye)的(de)總體水平，還是遠(yuan)遠(yuan)落后于發達國(guo)(guo)家(jia)。由于國(guo)(guo)內(nei)尚無一套(tao)有(you)自主(zhu)知識產(chan)權的(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器設計軟件，可靠性遠(yuan)低于國(guo)(guo)外(wai)同類產(chan)品，因此(ci)國(guo)(guo)產(chan)傳(chuan)(chuan)感(gan)器仍(reng)以中低端為主(zhu)，缺乏核心技(ji)術(shu)和基礎能力(li)。
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