傳感器技術(shù)正在為智能設(shè)備和系統(tǒng)帶來令人難以置信的新功能。從用于抗擊疫情大流行的醫(yī)療產(chǎn)品到為物聯(lián)網(wǎng)提供動力的傳感設(shè)備，在這一重要電子器件的幫助下，各行各業(yè)的創(chuàng)新都很“"。

由于“萬物互聯(lián)"的趨勢越來越多地影響到幾乎每個細分市場的新型智能產(chǎn)品的設(shè)計，傳感器市場在過去五年中呈指數(shù)級增長。今天的傳感器功能更強大，產(chǎn)品設(shè)計師也更容易使用。

傳感器件的尺寸、重量和價格迅速下降，封裝在這些器件中的功能卻不斷增加，使它們成為連接系統(tǒng)的重要組成部分和產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動力。

TTI Inc. 產(chǎn)品和供應(yīng)商營銷副總裁 Lew LaFornara一直密切關(guān)注傳感器市場的發(fā)展。他說，連接器公司已經(jīng)開拓了他們的傳感器知識面，認識到這些器件已經(jīng)成為在越來越自動化、越來越電氣化和越來越互聯(lián)的世界中的關(guān)鍵連接技術(shù)。

“傳感器技術(shù)將幫助我們實現(xiàn)更清潔能源和更低碳排放的環(huán)境目標，包括汽車電氣化。傳感器還服務(wù)于自動駕駛汽車和智慧城市等基礎(chǔ)設(shè)施，傳感器收集管理、控制和安全所需的大數(shù)據(jù)。"他說，傳感器技術(shù)也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療市場?！叭丝诶淆g化的趨勢正在推動家庭醫(yī)療保健的發(fā)展，隨著疫情大流行，遠程患者監(jiān)測和診斷設(shè)備（包括醫(yī)療可穿戴設(shè)備）使用的增加，這種推動力也在加速。傳感器是捕獲、管理遠程患者所需數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。"

LaFornara 說，這些設(shè)備將繼續(xù)推動和促進產(chǎn)品開發(fā)。事實上，我們只是處于傳感器時代的開端，這只是即將發(fā)生的事情的一瞥。

這是一個制造商專注于特定市場領(lǐng)域、應(yīng)用類型或傳感器類型的高度細分市場嗎？傳感器制造商如何專業(yè)化并脫穎而出？

我們的一些制造商專注于具有特定類型傳感器的特定終端市場，而其他制造商則采取了更廣泛的方法，試圖通過豐富的產(chǎn)品供應(yīng)來解決廣泛的應(yīng)用問題。

大多數(shù)具有連接器、無源器件和半導(dǎo)體產(chǎn)品的大型組件制造商都積極開發(fā)或收購了專門的傳感器技術(shù)公司。

在過去的 10 年中，這些企業(yè)的重心一直是增強技術(shù)專業(yè)化程度，以擴大其現(xiàn)有的傳感器產(chǎn)品組合或為特定終端市場增加一些專業(yè)功能。

這方面的一個例子是霍尼韋爾，該公司在 10 多年前將其汽車板載傳感器技術(shù)出售給了森薩塔科技（Sensata），當時該公司決定專注于工業(yè)、醫(yī)療和越野車市場。森薩塔同樣是連接器和傳感器的主要供應(yīng)商。

霍尼韋爾還收購了城市科技（City Technology） 以擴大其 CO2 顆粒檢測市場，包括用于環(huán)境監(jiān)測的氣體顆粒傳感領(lǐng)域和用于醫(yī)療市場的氧氣傳感領(lǐng)域。

泰科電子（TE）也非常貪婪，先是收購了精量電子（MEAS），最近又收購了美國的SMI 和德國的First Sensor，以分別擴大醫(yī)療和暖通空調(diào)（HVAC） 的低電壓壓力傳感器市場。

安費諾（Amphenol）集團在傳感器企業(yè)收購方面也非?；钴S，包括收購波蘭的SGX Sensortech 公司室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感技術(shù)來補充其 Telaire 系列濕度傳感器；還有專注于醫(yī)療市場的低壓范圍傳感器企業(yè) All Sensors、SSI、Piher，以及最近的精密傳感器企業(yè) MTS。

森薩塔工業(yè)解決方案專注于暖通空調(diào)、制冷、壓縮機和泵市場，提供一系列用于惡劣環(huán)境的傳感器。該公司還通過收購 Cynergy3 進入預(yù)測性維護監(jiān)測市場，Cynergy3 為流體應(yīng)用提供無線振動監(jiān)測和液位傳感技術(shù)。

預(yù)計未來五年對傳感器技術(shù)的需求是什么？

我們看到許多市場對傳感器的需求增加，包括：

• 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能工廠自動化以及協(xié)作機器人和機器人技術(shù)，包括用于預(yù)測性維護和電機驅(qū)動的傳感器

• 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量、暖通空調(diào)以及智能/垂直農(nóng)業(yè)

• 家庭醫(yī)療保健、醫(yī)療可穿戴設(shè)備和遠程手術(shù)

• 智能城市、智能家居和連接物聯(lián)網(wǎng)的建筑設(shè)備，包括用于安全和安保的建筑監(jiān)控系統(tǒng)

• 綠色能源，包括風(fēng)能和太陽能的遠程操作、維護和儲能

• 電動汽車和自動駕駛，包括 LiDAR 和電池管理系統(tǒng)

隨著工業(yè) 4.0 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)越來越多地融入現(xiàn)有制造和工業(yè)活動中，新的傳感器開發(fā)將如何幫助支持這些復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計？

這些行業(yè)將需要支持無線連接的傳感器和支持以太網(wǎng)連接的傳感器。自動化系統(tǒng)需要機器視覺和光電傳感器，以及用于特定功能的傳感器，例如用于惡劣環(huán)境和空氣質(zhì)量的氣體傳感器，這些都服務(wù)于非常有針對性的用途。

慣性傳感器與加速度計、陀螺儀一起為機器人服務(wù)，預(yù)測性維護監(jiān)測采用有源傳感器，可以測量壓力、溫度、力和振動等數(shù)據(jù)。這些產(chǎn)品不僅收集數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)數(shù)據(jù)進行反饋和控制。

汽車市場使用大量傳感器技術(shù)。隨著車輛技術(shù)變得更加互聯(lián)，該市場中使用的傳感器產(chǎn)品如何變化？

溫度、壓力、速度、位置和液位傳感器已經(jīng)使用了很長時間，現(xiàn)在它們變得更小、更輕、更有效。

傳感器也在迅速發(fā)展，以更好地服務(wù)于更新的技術(shù)，例如 LiDAR、雷達傳感、慣性測量單元 (IMU) 和高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），這些傳感器可實現(xiàn)自動導(dǎo)航并提高安全性。

隨著電氣化在汽車中發(fā)揮更大的作用，用于電池管理系統(tǒng)的溫度和氣體傳感器正在迅速發(fā)展，以提供更強大的功能，同時在緊湊的系統(tǒng)架構(gòu)中占用更少的空間。

隨著車輛變得更加自動，慣性傳感器和位置傳感器的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，我們將看到這些技術(shù)不斷完善。

疫情大流行將新一波醫(yī)療產(chǎn)品帶入家庭和臨床環(huán)境，其中許多包括傳感器技術(shù)。哪些新的傳感器產(chǎn)品被用來滿足這些需求？

最初的 緊急情況對用于和呼吸器的壓力、氣流和 O2 傳感器產(chǎn)生了極大的需求，對用于監(jiān)測員工和學(xué)生群體情況的非接觸式溫度測量工具的低成本熱電堆傳感技術(shù)的需求也迅速增加。

在這一點上，我們已經(jīng)看到融合到訪解決方案，將溫度傳感器融入到識別或計算進入建筑物或工作場所的人數(shù)的技術(shù)中。這導(dǎo)致了新的即插即用監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，這些系統(tǒng)以更低的成本將不同的傳感器技術(shù)組合在更小的封裝中。

同事，監(jiān)測家庭環(huán)境中的血壓、脈搏、血氧飽和度、體溫和心率并將數(shù)據(jù)以無線連接傳輸給護理人員的需求也在增加，這就產(chǎn)生了對低成本壓力傳感器的需求。

在家中進行呼吸疾病的治療已經(jīng)使得更多的氧氣監(jiān)測設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸給護理團隊。 提高了公眾對引起呼吸系統(tǒng)疾病的問題的重視程度，我們會繼續(xù)看到監(jiān)測家庭、公共建筑、學(xué)校和智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施空氣質(zhì)量的新產(chǎn)品。

最后，隨著需要在極低溫度下儲存和運輸?shù)男乱呙绲拈_發(fā)，需要開發(fā)更多適用于極低溫和低溫環(huán)境的溫度傳感器和監(jiān)測器。

將傳感器引入互聯(lián)系統(tǒng)如何改變或影響這些系統(tǒng)中使用的連接器和電纜的要求？

與所有新興技術(shù)一樣，連接器將需要繼續(xù)適應(yīng)與傳感器技術(shù)相關(guān)的快速變化的應(yīng)用環(huán)境，大多數(shù)傳感器歷來都是硬接線和物理連接的。

隨著傳感器的功能和能力以及使用它們的應(yīng)用的增加，連接器技術(shù)必須改變。例如，隨著傳感技術(shù)的進步，現(xiàn)在生成的數(shù)據(jù)更多，這意味著需要支持更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，電纜需要 EMI/RFI 屏蔽以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸。

為適應(yīng)更惡劣的室外環(huán)境，連接器可能需要 IP67 或更高的元件保護措施。在醫(yī)療環(huán)境中，連接器可能需要 IP68 防水密封，以及易于清潔、簡單安全的插接和鎖定系統(tǒng)。

傳感器的工作方式通常要求連接器和電纜更接近工作的物理環(huán)境，就像安裝在電機軸上的傳感器一樣。這種類型的連接器可以承受更高的溫度、振動和惡劣的環(huán)境，包括化學(xué)品等。

在電動汽車中，傳感器被放置在電池中以測量電池溫度和氣體排放。由于高壓和電流循環(huán)，連接器外殼需要特定的塑料。與此同時，現(xiàn)在大約 10% 的傳感器連接使用無線方式，在未來三年內(nèi)這一比例可能會增加到 20% 到 30%。

電纜和連接器產(chǎn)品如何擴展以滿足傳感器技術(shù)的需求？

目前，連接器有許多不同的接口協(xié)議。制定 IEC 標準的努力正在進行中，泰科電子（TE）、安費諾（Amphenol）、莫仕（Molex）和其他公司積極參與開發(fā)用于傳感器輸入電纜（如用于 M12 連接器的電纜）的新型快速鎖定推拉系統(tǒng)。

還有一種趨勢是單對以太網(wǎng) (SPE)，它提供長達 305m 的全雙工、高速 10/100/1000 BASE-T，因低成本和更輕的重量使其成為連接智能工廠機器人中使用的傳感器的選擇。

即將推出哪些新型傳感器或傳感器的有哪些新用途？

我們將看到更多用于監(jiān)測污染、臭氧、一氧化碳和空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)的傳感器。具有傳感和控制能力（包括自動控制）的更多集成、組合傳感器將問世。

用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低功耗傳感器將會出現(xiàn)，并且具有更多功能的傳感器將會出現(xiàn)，例如嵌入式睡眠模式功能。

隨著安全技術(shù)變得越來越普遍，我們將看到用于光學(xué)成像和面部識別的傳感器。更多提供六自由度 (6DF) 的 慣性測量單元IMU 也即將推出，我們將看到 RFID 的持續(xù)小型化和更廣泛的應(yīng)用。

總的來說，我們希望新傳感器具有越來越多的高級功能，例如功能安全完整性、冗余和故障檢測，以及內(nèi)置的監(jiān)控和報告功能。

為了制造這些未來的產(chǎn)品，傳感器設(shè)計人員正試圖解決哪些與材料、設(shè)計或功能相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)？

封裝、尺寸、能耗和在惡劣環(huán)境中運行的能力是傳感器設(shè)計人員面臨的持續(xù)挑戰(zhàn)。他們還將致力于開發(fā)能夠以更快的數(shù)據(jù)處理速度處理大量數(shù)據(jù)、地減少 EMI 干擾問題并提供更高分辨率的產(chǎn)品。

其他挑戰(zhàn)包括處理半導(dǎo)體晶片幾何形狀、實現(xiàn)更多集成和小型化、納米工程和生物相容性，特別是對于可穿戴設(shè)備中使用的傳感器。

傳感器變得更加緊湊，同時提供更多功能。他們現(xiàn)在采用微機電系統(tǒng) (MEMS) 架構(gòu)，并將即插即用傳感器集成到封裝中，以適應(yīng)各種市場和應(yīng)用需求。

結(jié)語

本文對當今的傳感器市場現(xiàn)狀提供了很切合行業(yè)狀況的觀點，因為觀點本人是業(yè)內(nèi)人士，所以相當“接地氣"。

TE、安費諾等公司通過許多并購操作，建立了自己的市場地位和技術(shù)壁壘，并且不斷深耕于傳感器市場。

用與環(huán)境氣體質(zhì)量監(jiān)測的傳感器和6DF IMU等將有巨大的市場前景，同時，傳感器智能化、小型化仍是個持續(xù)進行的趨勢，不適應(yīng)這些趨勢的“新"傳感器將會被淘汰。

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