智能时代传感器产业发展态势

中国国际测量控制与仪器仪表展览会主办的“传感赋能智慧制造”云讲堂准时开讲。炜盛科技研发经理高胜国在直播中做了以“智能时代传感器产业发展态势”为主题的线上分享。

传感器作为信息时代的感知层，是物联网、大数据、智能制造、智慧城市等领域的基础和数据来源，其发展和应用是衡量一个国家信息化程度的重要标志。近年来，随着人工智能技术的不断突破，智能传感器成为了一种新的市场需求。智能传感器具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

高经理在直播中重点分享了基于微纳米材料的MEMS气体传感器以及基于微纳米材料的柔性压力传感器、流量传感器、加速度传感器。

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基于微纳米材料的MEMS气体传感器

目前，气体传感器的应用日趋广泛，在物联网等泛在应用的推动下，其技术发展方向开始向小型化、集成化、模块化、智能化方向发展。基于MEMS的设计方案将成为未来气体传感器的主要发展方向之一。

图｜MEMS气体传感器的特点

MEMS金属氧化物半导体气敏传感器采用微电子技术的成膜工艺在硅衬底上淀积金属氧化物敏感层，利用敏感层下的电阻做加热器，利用二极管做测温元件，必要的信号电路和读出电路也可以集成在同一硅芯片上。其特点在于将加热电极、绝缘层和测试电极一层一层依次堆积叠加在一起。

图｜MEMS气体传感器微热板工艺

MEMS空气质量传感器

GM-502B

MEMS工艺，抗震性能好

功耗低，可电池供电

贴片焊接

MEMS气体传感器选型参考

应用领域

举例

智能家居空气质量监测

智能出行空气质量监测

智能手机应用

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基于微纳米材料的MEMS流量传感器

方向和流体流速传感器对于不同的工业、医疗和环境应用都是至关重要的。流量传感器可在诸如密度测量、粘度测量、流型确定和壁切应力确定等应用中量化气体和液体流动的方向和速率。

MEMS流量传感器选型参考

应用领域举例：

智能医疗

智能工业

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基于微纳米材料的柔性压力传感器

纳米柔性压力传感器是基于纳米智能材料和仿生感知能力的柔性智能感知器件，采用了先进的纳米技术、柔性电子学技术、印刷电子技术等前沿技术，通过纳米尺度、界面、结构设计实现微纳传感器仿生增强感知。压力传感器的应用与我们的生活十分贴近，比如智能手机的压力屏，内部遍布压力传感器。

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基于微纳米材料的加速度传感器

这类传感器以纳米粉体材料为核心部件，分为

电荷型压电加速度传感器（pC/g）和IEPE型压电加速度传感器（mV/g）。传感器常用结构有压缩式、平面剪切式、三角剪切式、环形剪切式。

风电领域是目前使用振动最大的单一领域，水厂水泵机组监测、化工领域应用加速度传感器也越来越普遍。

传感器行业的发展已经进入了一个新的时代，网络传感器、生物传感器、纳米传感器等更尖端的传感器已进入国内市场，进入我们的生活。当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。

材料：

敏感材料向纳米尺寸发展

结构：

向小型化、集成化、智能化、模块化发展

性能：

向检测量程宽、检测精度高、抗干扰能力强、性能稳定、寿命长久发展

今后，随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展，未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。

问答环节：

问1

MEMS传感器的功耗大约是多少？

一般是30多mW

问2

气体传感器是不是受环境影响更大一些？

会受到温度湿度和周围环境里干扰气体影响，可以通过温湿度补偿或者算法进行修正

问3

抗震性能如何？用于车载产品有哪些注意事项？

MEMS气体传感器相对于传统结构的传感器，因为引线没有受到芯片自身重力的影响，抗震性能优于传统结构气体传感器。

问4

你家的流量传感器跟其他家相比，区别和优势在哪里？

功耗更低，量程更全

问5

柔性压力传感器的应用比较成熟的产品是哪些？

TWS耳机、点读笔、可穿戴设备等很多产品

问6

目前MEMS传感器有什么突破？功耗大吗？

除本身采用MEMS工艺降低能耗外，可以脉冲供电或者间隔采样来降低总体功耗。