傳感器技術(shù)正在為智能設(shè)備和系統(tǒng)帶來(lái)令人難以置信的新功能。從用于抗擊流行病的醫(yī)療產(chǎn)品到為物聯(lián)網(wǎng)注入活力的傳感設(shè)備，利用傳感器，各行各業(yè)創(chuàng)新的應(yīng)用層出不窮。

在過(guò)去的五年里，隨著連接趨勢(shì)越來(lái)越多地影響到幾乎每個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的新型智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，傳感器市場(chǎng)已經(jīng)成倍擴(kuò)大。如今的傳感器功能更強(qiáng)大，也更容易為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師所接受。傳感器技術(shù)的尺寸、重量和價(jià)格也在迅速下降，同時(shí)傳感器在各大設(shè)備中的封裝也變得更容易，其功能范圍也在不斷擴(kuò)大，使得傳感器成為先進(jìn)互聯(lián)系統(tǒng)的重要組成部分和創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

在這個(gè)自動(dòng)化、電氣化、互聯(lián)化程度越來(lái)越高的世界里，這些傳感器設(shè)備已經(jīng)成為關(guān)鍵的連接技術(shù)。

"傳感器技術(shù)將幫助我們實(shí)現(xiàn)圍繞更清潔的能源和更低碳的環(huán)境目標(biāo)，包括車(chē)輛的電氣化；服務(wù)于自主車(chē)輛和智能城市基礎(chǔ)設(shè)施；用于收集管理、控制和安全所需的大數(shù)據(jù)；被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療市場(chǎng)，等等。如今，全球人口老齡化正在推動(dòng)家庭醫(yī)療的趨勢(shì)，且隨著大流行病的發(fā)生，市場(chǎng)對(duì)遠(yuǎn)程病人監(jiān)測(cè)和診斷設(shè)備（包括醫(yī)療可穿戴設(shè)備）的需求越來(lái)越大，當(dāng)中，傳感器捕獲遠(yuǎn)程管理病人所需的數(shù)據(jù)。"TTI公司產(chǎn)品和供應(yīng)商營(yíng)銷(xiāo)副總裁Lew LaFornara表示。

LaFornara還表示，事實(shí)上，我們只是處于傳感器時(shí)代的開(kāi)端。傳感器的未來(lái)還有很長(zhǎng)。

未來(lái)五年內(nèi)，哪里對(duì)傳感器技術(shù)的需求最大？

我們看到很多市場(chǎng)的需求都在增加，包括：

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，智能工廠自動(dòng)化，以及機(jī)器人和機(jī)器人，包括用于預(yù)測(cè)性維護(hù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳感器。

環(huán)境系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量、暖通空調(diào)以及智能和垂直農(nóng)業(yè)。

家庭醫(yī)療、醫(yī)療可穿戴設(shè)備和遠(yuǎn)程手術(shù)。

智慧城市、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)連接的建筑設(shè)備，包括用于安全保障的建筑監(jiān)控系統(tǒng)。

綠色能源，包括風(fēng)能和太陽(yáng)能的遠(yuǎn)程操作、維護(hù)和儲(chǔ)能。

電動(dòng)汽車(chē)和自動(dòng)駕駛，包括激光雷達(dá)和電池管理系統(tǒng)。

1、傳感器如何助力工業(yè)4.0與工業(yè)IIoT？

未來(lái)工業(yè)將需要支持無(wú)線的傳感器和支持以太網(wǎng)的傳感器。自動(dòng)化系統(tǒng)需要機(jī)器視覺(jué)和光電傳感器。

而用于特定功能的傳感器，如用于惡劣環(huán)境和空氣質(zhì)量的氣體傳感器，也會(huì)非常有針對(duì)性地服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)。還有慣性傳感的傳感器與加速度計(jì)、速度傳感器和陀螺儀一起服務(wù)于機(jī)器人技術(shù)。

工業(yè)預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)用還會(huì)采用主動(dòng)傳感器，可以測(cè)量包括壓力、溫度、力和振動(dòng)在內(nèi)的傳感器。這些產(chǎn)品不僅能收集數(shù)據(jù)，還能根據(jù)數(shù)據(jù)做出主動(dòng)反應(yīng)和控制。

2、隨著汽車(chē)技術(shù)的互聯(lián)程度越來(lái)越高，汽車(chē)傳感器將如何變化？

溫度、壓力、速度、位置和液位傳感器已經(jīng)在汽車(chē)上使用了很長(zhǎng)時(shí)間。現(xiàn)在它們正變得更小、更輕、更有效。

傳感器也同樣在快速發(fā)展，以更好地服務(wù)于更多的汽車(chē)新技術(shù)，如激光雷達(dá)、雷達(dá)傳感、內(nèi)部測(cè)量單元（IMU）和先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)。這些傳感器可以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和提高安全性。

隨著電氣化的發(fā)展，用于電池管理系統(tǒng)的溫度和氣體傳感器也在迅速發(fā)展，以提供更強(qiáng)大的功能，同時(shí)在緊湊的系統(tǒng)架構(gòu)中占用更少的空間。隨著車(chē)輛的自主化程度越來(lái)越高，慣性傳感器和位置傳感器也在不斷涌現(xiàn)，我們將看到這些技術(shù)不斷完善。

3、傳感器將如何滿足醫(yī)療需求？

是的，最初的COVID-19大流行病產(chǎn)生了對(duì)呼吸機(jī)中的壓力、氣流和氧傳感器的極端需求。此外，用于監(jiān)測(cè)員工和學(xué)生群體情況的非接觸溫度測(cè)量工具，包括額溫 槍、低成本熱電堆等的需求也迅速上升。

在家庭環(huán)境中監(jiān)測(cè)血壓、脈搏血氧飽和度、溫度和心率的需求也在增加，以便將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給護(hù)理提供者。這就催生了對(duì)低成本壓力傳感器的需求。同樣的，家庭的呼吸治療需要更多的氧氣監(jiān)測(cè)設(shè)備，并將數(shù)據(jù)傳輸給護(hù)理團(tuán)隊(duì)。

COVID-19使我們對(duì)引起呼吸系統(tǒng)疾病的疾病有了更高的認(rèn)識(shí)。于是，現(xiàn)在監(jiān)測(cè)家庭、公共建筑、學(xué)校和智能城市基礎(chǔ)設(shè)施中空氣質(zhì)量的新產(chǎn)品被不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)。

最后，隨著新疫苗的開(kāi)發(fā)，疫苗需要在極低的溫度下儲(chǔ)存和運(yùn)輸，也需要開(kāi)發(fā)更多的極低溫、低溫友好型溫度傳感器和監(jiān)測(cè)器。

4、電纜和連接器產(chǎn)品如何發(fā)展以滿足傳感器技術(shù)的需求？

隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，這意味著需要支持更快的數(shù)據(jù)速率。電纜將需要EMI/RFI屏蔽，以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸。

需要更惡劣的環(huán)境，戶外連接器可能需要IP67或更高的防護(hù)等級(jí)。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、易于安全配接和鎖定系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，傳感器正在使連接器和電纜更接近物理環(huán)境，比如安裝在電機(jī)軸上的傳感器。這種類(lèi)型的連接器可以承受更高的溫度、振動(dòng)和惡劣的環(huán)境，包括化學(xué)品。在電動(dòng)汽車(chē)中，傳感器被放在電池中，以測(cè)量電池溫度和出氣量。隨著高電壓和電流的循環(huán)，需要連接器外殼的特殊塑料。

同時(shí)，現(xiàn)在大約有10%的傳感器連接是無(wú)線的，在未來(lái)三年內(nèi)可能會(huì)增加到20-30%。無(wú)線傳感器設(shè)備為風(fēng)力渦輪機(jī)、遠(yuǎn)程發(fā)電機(jī)和汽車(chē)市場(chǎng)等遠(yuǎn)程應(yīng)用提供了便利。

目前，連接器有許多不同的接口協(xié)議。創(chuàng)建IEC標(biāo)準(zhǔn)的努力正在進(jìn)行中，TE Connectivity、Amphenol、Molex和其他公司積極參與，為傳感器輸入電纜開(kāi)發(fā)新的快速鎖定推拉系統(tǒng)，如用于M12連接器的系統(tǒng)。

還有一種趨勢(shì)是轉(zhuǎn)向單對(duì)以太網(wǎng)（SPE），它提供全雙工、高速的10/100/1000 BASE-T，最長(zhǎng)可達(dá)305米。其成本低、重量輕，是連接智能工廠機(jī)器人中使用的傳感器的靈活選擇。

5、未來(lái)會(huì)出現(xiàn)哪些新類(lèi)型的傳感器或傳感器的新用途？

我們將看到更多用于監(jiān)測(cè)污染、臭氧、一氧化碳和空氣質(zhì)量等環(huán)境因素的傳感器。同時(shí)，更多具備傳感和控制能力（包括自主控制）的集成式、組合式傳感器也將會(huì)到來(lái)。還有用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低功耗傳感器將出現(xiàn)，以及具有更多功能的傳感器，如嵌入式睡眠模式。

隨著安全技術(shù)的普及，我們會(huì)看到傳感器在光學(xué)成像和面部識(shí)別中的應(yīng)用。更多提供六自由度(6DF)的IMU也會(huì)出現(xiàn)，我們會(huì)看到RFID的持續(xù)小型化和更廣泛的應(yīng)用。

總的來(lái)說(shuō)，我們預(yù)計(jì)新的傳感器將具有越來(lái)越多的更高層次的功能，如功能安全完整性、冗余和故障檢測(cè)，以及內(nèi)置監(jiān)控和報(bào)告功能。

6、為了制造這些未來(lái)的產(chǎn)品，傳感器設(shè)計(jì)人員正在努力解決哪些與材料、設(shè)計(jì)或功能有關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)？

封裝、尺寸、能耗以及在惡劣環(huán)境下工作的能力是傳感器設(shè)計(jì)者持續(xù)面臨的挑戰(zhàn)。他們還在努力開(kāi)發(fā)能以更快的數(shù)據(jù)處理速度處理更高的數(shù)據(jù)速度的產(chǎn)品，將EMI干擾問(wèn)題降到最低，并提供更高的分辨率。

其他挑戰(zhàn)還包括處理晶圓幾何形狀、實(shí)現(xiàn)更多的集成和小型化、納米工程和生物相容性，特別是用于可穿戴設(shè)備的傳感器。

傳感器在提供更多功能的同時(shí)，也變得更加緊湊。它們現(xiàn)在采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)架構(gòu)，即插即用的傳感器被集成到封裝中，以適應(yīng)各種市場(chǎng)和應(yīng)用需求。