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传感器在物联网发展中的应用及发展 - 拓普瑞

日期: 2019-12-25 10:59:07  作者: 拓普瑞  浏览次数: 234
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传感器是物联网技术的最底层和最前沿,本文对传感器的定义、发展历程、分类、特征、产业链做客观真实介绍,围绕传感器行业概况、传感器市场分析、传感器市场促进因素、重点企业分析、传感器行业发展前景等章节展开,通过对当前传感器行业的分析,总结传感器和物联网行业发展现状。

传感器

压力传感器


随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,物联网行业市场规模迅速扩大。物联网产业快速发展,市场前景广阔。在此背景下,传感器市场也得到进一步增长。

数据显示,2018年我国传感器市场规模近1500亿元,到2022年,我国传感器扩大应用范围,市场规模进一步扩大,预计传感器市场规模将突破2500亿元。


传感器

温湿度传感器


一、传感器定义

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、嗅觉和味觉等感官,让物体慢慢变得活起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、放射线敏感元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。


传感器

红外线传感器


二、传感器发展历程

①第一阶段:1950-1969年,结构型传感器

结构型传感器主要利用结构参量变化来感受和转化信号。

②第二阶段:1970-1999年,固体传感器

固体传感器由半导体、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的

③第三阶段:2000年至今,智能传感器

智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊定、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。


传感器

无线传感器


三、传感器产业链

传感器产业链包含规划设计、器材材料、生产制造、封装测试和应用设备五个大环节,彼此环环相扣,彼此制约。


四、传感器分类

通常根据传感器基本感知能力分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

①按用途分类,传感器可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等。

②按原理分类,传感器可分为振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。

③按输出信号分类,传感器可分为模拟传感器、数字传感器、数字传感器、开关传感器等。

④按制造工艺分类,传感器可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器等。

⑤按测量目的分类,传感器可分为物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器等。

⑤按构成分类:传感器可分为基本型传感器、组合型传感器、应用型传感器等。

⑥按作用形式分类,传感器可分为主动型传感器和被动型传感器。


传感器

温度压力传感器


五、传感器特征

①传感器静态特性

传感器静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有的的相互关系。因为这是输入量的输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作为横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移、分辨率、阈值。


②传感器动态特性

传感器动态特性指在输入变化时,传感器的输出特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用试验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。



传感器

无线温度传感器应用场景


③线性度

通常情况下,传感器的实际静态特性输出时条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,重用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。


④灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。


⑤分辨率

分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢变化,当输入变化未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,及传感器对此输入量的变化时分辨不出来的,只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会反生变化。



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