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万物传感时代来临 已“武装到牙齿”

时间:2014-10-23  来源:中国电子元件网  浏览次数:269
  伴随电子电路技术的飞速发展,越来越多的测量问题集中到了传感器这一环节上。*终,传感器的性能决定了整套测量仪器的性能。“这是传感器发展*重要的推动力。
  苹果新一代手机iPhone6和智能手表的亮相,让全球众多苹果手机的追随者又有了一次彻夜排队的理由。赋予苹果手机越来越强大功能的,不仅是越来越强大的芯片,更重要的是手机上越来越多、越来越精良的传感器。
  数年前,当乔布斯拿着苹果手机晃一晃就可以让它有所反应的时候,手机的智能化时代真正开始了。几年后,手机从一种通讯工具变成了一个人们离不开的伙伴。
  让手机具备这样魔力的,是触摸屏、陀螺仪、加速度计等各式各样的传感器。
  触摸屏是一种电容触摸传感器。用于感受手机位置和运动的,是陀螺仪和加速感应器。当你接电话把耳朵贴到屏幕上时,让屏幕变暗并关闭触摸屏的是红外线接近传感器。根据环境光线强弱自动调节屏幕亮度的,是环境光传感器。当然,还有用于导航的指南针磁阻传感器,以及用光电传感器制作的摄像头。
  在9月9日的发布会上,*大的亮点还是苹果在传感器运用上的突破。iPhone6手机增加了集合多种传感器的动作协感应器,可以用来测量海拔高度的气压传感器,可以实现指纹支付的近场通讯模块和指纹传感器。iWatch背后的四个环状传感器,原理是通过LED光照射到皮肤上形成反射,以此判断血管的运动、检测佩戴者的脉搏。
  不仅仅是手机,在汽车、家用电器、可穿戴设备上,以及工业自动化领域,越来越多的传感器成为机器的耳目。
  普通公众了解甚少的是,即将给人们生活方式带来更大变化的物联网,其*核心的基础技术也是传感器。有科学家预言,传感器将像人体的五官一样,在未来充满各个领域和空间。
  当下,随着物联网时代的开启,各式各样的传感器正成为无处不在的神经元,全球对于传感器的需求也开始呈现爆发性的增长。但是,在这一次盛宴开启的前夜,业界又遗憾地发现,中国似乎又落伍了。
  在德国的博世,美国的霍尼韦尔、飞思卡尔这些传感器巨头享受它们厚积薄发带来的收益时,中国企业如何从中分一杯羹?
  模仿人体五官
  传感器就好像是人的五官。中科院微系统所传感技术联合国家重点实验室主任李昕欣对记者说,人类在计算机的时代,解决了大脑的模拟问题,相当于用0和1实现了信息的数字化,利用布尔逻辑解决问题;现在是后计算机时代,开始模拟五官。
  传感器(transducer、sensor)往往又被称为换能器,功用是把其他信息转换为电信号。它通常由敏感元件和转换元件组成,能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。可以说,是传感器让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。
  传感器的发展,*早是来自工业自动化的推动。
  出于提高效率的目的,工业生产开始由中央控制室控制各个生产节点上的参量,包括流量、物位、温度和压力四大参数,催生了传感器的发展。这个趋势从上世纪70年代开始,到现在也是传感器应用*多的一种形式。
  清华大学精密仪器系教授董永贵告诉记者,在传感器这一概念出现之前,早期的测量仪器中其实就有传感器,只不过是以整套仪器中一个部件的形式出现。所以,中国在1980年以前,介绍传感器的教科书叫做非电量的电测量。
  传感器概念的出现其实是测量仪器逐步走向模块化的结果。此后,传感器从整套仪器系统中独立出来,单独作为一个功能器件进行研究、生产、销售。
  根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器两大类。物理传感器应用的是物理效应,将被测信号量的微小变化转换成电信号,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
  化学传感器则是以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器。近年来,出现了利用各种生物特性做成的生物型传感器,用以检测与识别生物体内化学成分。
  在董永贵看来,严格来说传感器不算是一个单纯的学科方向,因为各个学科都有研究传感器的。依据新发现的物理现象、化学效应制造的新的传感器,实际上是对别的专业基础研究成果的二次开发。
  
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