传感器发展历史:Temposonics传感器发展史

2021/11/04 23:45 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器发展历史:Temposonics传感器发展史已关闭评论
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传感器发展历史:Temposonics传感器发展史

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MTS传感器部门更名为TEMPOSONICS

2021年4月7日,全球领先的高科技互连、天线和传感器解决方案提供商Amphenol(纽约证券交易所代码:APH)完成了对MTS系统公司的收购(点击此处阅读更多信息),将MTS传感器事业部整合到了Amphenol集团旗下。
自2021年6月10日起,MTS传感器业务以Temposonics这一新的名称继续运营。Temposonics是全球传感技术和解决方案领域公认的行业领导者。这些传感器能够在先进自动化和安全相关的应用中实现精确和动态的位置和速度测量。凭借种类繁多且不断增加的产品组合,Temposonics致力于与客户密切合作,从而优化产品性能并缩短停机时间。

美特斯工业系统(中国)有限公司

美特斯工业系统(中国)有限公司是MTS公司在中国注册的独资公司。MTS系统公司成立于1951年(总部设在美国明尼阿波利斯),之后迅速发展成为测试和模拟系统以及磁致伸缩传感器技术的主要供应商。目前MTS系统公司在全球范围拥有近2000名员工,可为汽车工业、航空工业、制造业、医疗公司、研究机构以及原始设备制造商等世界著名企业提供各种创新解决方案。

MTS传感器部门

MTS传感器是MTS系统公司(纳斯达克代码:MTSC)的一个部门,1970年,MTS传感器成为第一家在位移传感器和液位计中使用了磁致伸缩技术的公司,我们亦因此开始了开发面向未来的高精度传感器的创业历程。在吕登西埃德(德国)、卡里(美国北卡罗莱纳州)、东京(日本)和上海(中国)有300多名员工专注于线性位移传感器和液位传感器事业。我们将精密的基础研究与客户的实际需求紧密结合,为全球范围内的工业和其他行业应用提供创新传感器应用解决方案。

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传感器发展历史:中国科学家将天然木材硬度提高23倍,化学处理4小时即可实现

编者按:
自传感器诞生以来,不断在各式各样的产品和技术上进行内嵌与应用,已经成为了终端设备当中不可缺少的组成部分。随着时间的推移,互联网时代的发展,尽管传感器开始与物联网结合,形成智能化协同部分。但大众突然发现,传感器市场仍处于小规模,无大品牌,很大程度上依赖进口等等窘境。在刚刚结束的 2019 重庆智博会中国智能博览会传感器与物联网高峰论坛上,多位专家群起献策,商讨传感器产业的变局。本文将从技术和产业两个角度,来回顾一下传感器发展的历程和现状,并通过与专家的采访和商讨,分析这个领域未来的行业趋势,希望能帮助更多人了解传感领域,并且对工业传感器有更多的认知。
科技,让人类的能力圈不断扩大。如果说,机械延伸了人类的体力,计算机延伸了人类的智力,那么,无处不在的传感器,大大延伸了人类的感知力。
传感器,不是 KOC 那种的新造词,而是一个非常传统的常用词汇,大家在新华词典中就可以轻松找到。英文称 Sensor 或是 Transducer。“传感器”在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。
简单来说,传感器就是一种检测装置,通常由敏感元件和转换元件组成,可以测量信息,也可以让用户感知到信息。通过变换方式,让传感器中的数据或价值信息转换成电信号或其他所需形式的输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
图|传感器(来源:Gierad 官方)
其实,传感器一直存在于你的生活中,小到遥控器、台灯、手机按钮,大到电视、锅炉检测、电网传输、医疗器械诊断等,覆盖大大小小不同的场景,也可以这样说,传感技术和传感器是产品当中必不可少的一部分。
从技术和应用类型来看,传感器分为温度、压力、超声波、流量、电阻、图像传感器等;从学科来看,包含声光电等,传感器还分为化学、物理、生物传感器等;从产业布局上来看,分为消费级、汽车电子、工业级、医疗传感器四种。自 1883 年全球第一台恒温器上市以来,传感器就以各种形式存在了相当长的一段时间。并且随着时间的发展,IoT 和 AI 技术不断进步情况下,智能传感器被推向了市场,在物联网技术项目中得到广泛的应用。
作为科技产业风向标榜单,在去年和今年的《麻省理工科技评论》 TR10(全球十大突破性技术)中,相关的传感技术被多次提及,“传感城市” 就是其中最为代表性的突破性技术之一。DeepTech 曾提到,将大量的智能传感器融入整个城市场景当中,就如同给其装上全新的数字肢体和感官,万物实现互联、可感、可控,城市的运行将由一个无比强大的 AI 接管。从目前的情况来看,传感技术仍在广泛用于相关产品落地和城市规划用途。
图|“传感城市”新技术(来源:DeepTech)
当然,传感器仍有其他的严峻挑战,由于投资较高,相比欧美的传感器和传感技术应用,中国的部分传感器和传感技术仍处于相对落后状态。
工业和信息化部原副部长、中国传感器与物联网产业联盟名誉理事长杨学山曾在演讲中表示,虽然传感技术在不断进步,但由于中国传感器产业起步较晚,缺乏相关优秀人才,导致中国的传感器与传感技术仍依赖进口,中国自主科技创新以及高端领域的传感器产品都处于空白状态。
本文将从技术和产业两个角度,来回顾一下传感器发展的历程和现状,并分析一些未来趋势。
传感器和传感技术历程
1883 年,全球首台恒温器正式上市,一个名为 Warren S. Johnson 的发明者创造了它。这款恒温器能够将温度保持在一定程度的精确度,就是利用了传感器和传感技术,在当时看来,是非常厉害的一项技术。
图|全球首台恒温器(来源:what-is-a-sensor 网站)
到了 20 世纪 40 年代末,第一款红外传感器问世。随后,许许多多的传感器不断被催生出来,直到现在,全球大概有 种以上的传感器,数量和用途上非常繁杂,可以说,现在是传感器和传感技术最为火热的一个时期。
1987 年,ADI(亚德诺半导体)开始投入全新的传感器研发,这种传感器与其他不太一样,名叫 MEMS 传感器,是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。而 ADI 是业界最早做 MEMS 研发的公司。
1991 年,ADI 发布了业界第一颗 High-g MEMS 器件,主要用于汽车安全气囊碰撞监测。而后众多 MEMS 传感器被广泛研发,用在手机、电灯、水温检测等精密仪器上,截止到 2010 年,全世界有大约 600 余家单位从事 MEMS 的研制和生产工作。
随着云计算、5G、大数据、AI 技术以及物联网技术的爆发,智能传感器和智能传感技术逐渐被提及起来,大量的可穿戴式设备中含有多种生物以及环境智能感应器,用以采集人体及环境参数,实现对穿戴者运动健康的管理,其传感器更高的精度使得设备更加可靠。
传感器的现状与未来趋势
目前,消费级的感应器产品已大量流入市场,消费者现在都可以看得到,摸得着。甚至可以这么说,C 端的传感器已经家喻户晓,所有人、所有地方都可以感受到传感器的存在。在即将发布的 Google Pixel 4 手机中,会搭载全新的雷达检测,手势操控,这些都需要消费级传感器,配合专业的传感技术才可以达到,还有 iPhone X 上的 Face ID 功能,也是通过多个传感器感应并将信息传输到芯片或系统中而实现的。
8 月 24 日,在重庆举办的 2019 年中国智能博览会传感器与物联网高峰论坛上,中国信息通信研究院副总工程师史德年在主旨演讲中提到,全球 MEMS 传感器市场结构当中,消费电子占据了 45% 以上的份额,而未来,传感器也会通过手机设备,在 3D 地图、虚拟现实等新型场景中用于更重要的位置。
在汽车电子领域,全球平均每辆汽车包含 10 只传感器,高档汽车中,大约采用 25 至 40 只 MEMS 传感器。中国传感器与物联网产业联盟副秘书长谷荣祥在接受 DeepTech 采访时表示,汽车的传感器在工业应用里面算是比较大的,这一块中国和国外相比,确实差距比较大。比如说规模、汽车历史发展、价格、品牌等,但是中国的创新动力很强,在技术上差距并不大,未来随着汽车智能化的进一步发展,传感器的应用将会更加广泛。
除了消费级别的传感器,最值得关注的就是工业智能传感器产业发展状况。与消费电子相比,工业传感器在稳定性、精度、运行安全等多方面要求都要更高。
图|MEMS 传感器(来源:Electronicproducts)
根据前瞻经济学人的统计数字表明,截止 2017 年,我国 MEMS 传感器制造行业企业大约有 135 家。从产业能力来看,大多属于初创类中小型企业,供给能力不强,除此以外,企业存在着管理问题、资金不足、科研能力弱和吸引高科技人才的能力较弱、技术能力不强等问题。
目前,在全球感应器制造供应链中,包括研发、设计、制造、封装、测试、软件、系统应用等流程,但是由于多种原因,在工业传感器中,高度依赖进口,从研发到设计仍需要大量的投入与人才供给,而很多传感器制造企业都是从制造开始,做着类似代工的工作。
不管从资本来说,还是整个产业人才来看,这个领域依然是小的,传感器的技术壁高,开发周期长,社会资本把传感器芯片项目评为高风险,导致核心技术缺乏长期投入,产业发展慢,最终导致依赖进口来源制造或加工传感器产品,再流入中国市场。
但随着中美关系加剧,以及贯彻落实《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,传感器产业逐渐开始被重视起来。
2013 年,工业和信息化部、科技部等四部委制定了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》,提到目前是中国传感器及智能化仪器仪表产业快速发展的关键时期,对于未来企业发展,国家将鼓励、支持并培育产值超 10 亿元的行业龙头企业和产值 5000 万元以上的“小(中)而精、精而专、专而强”的创新型企业。
中电科技集团重庆声光电有限公司传感器中心副主任杨靖在专访中也提到,目前中国的传感器产业仍跟随政策影响,他认为国家应该去定向地去扶持一些高端的新材料、新工艺、新技术等这类传感器,包括国内传感器产业的空白区域,仍是有很大的市场。
传感器产业是有希望的
从技术进展和产业发展来看,传感器领域虽然处在高度依赖进口,高科技人才短缺等问题中,但是中国已经在不断鼓励传感器企业做大做强,希望从消费品到工业领域,有更多创新的可能。
随着互联网行业的发展,在首届重庆智博会上,阿里巴巴集团董事会主席马云曾提到,未来 90% 的制造业将在互联网上进行,如今中国的互联网产业已经遥遥领先其他国家,在物联网+5G+AI 全面加持下,传感器制造业仍有很大的市场。
图|传感器(来源:Gierad 官方)
众所周知,技术和产业之间是需要形成比较好的正向迭代效应,落地场景越多,产品的制造就会越来越多,产业就会变得越来越大,传感器产业发展亦是如此。
随着物联网技术的不断发展,传感器产业未来如何发展,政府如何吸引传感器产业园区的落地等议题,仍是需要不断探讨的。中国四联仪器仪表集团有限公司吴朋在接受采访时提到,希望国家有一些比较好的规划跟一些支持的政策,把整个产业链拉动起来,针对未来发展,大家加把劲,发挥主要优势,助力物联网,传感器产业就会变好了。
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传感器发展历史:传感器发展历史(详细)

传感器发展历史
前言
人类从诞生至今,一直锲而不舍地感知、思考和改造世界、改善自身,传感器是人类感知世界万事万物的测量工具,亦是人类改造世界画龙点睛的关键性配套工程,形象的说,传感器是人类唤醒和看清世间万事万物的“耳朵”和“眼睛”,物联网就像感知世界的“通灵师”,实现人和物体“对话”,物体和物体之间“交流”。
作为现代科技的前沿技术,传感器被认为是现代信息技术的三大支柱之一,是目前世界公认的最具有发展前途的高技术产业。美国早在80年代初,成立国家技术小组(BGT)帮助政府领导各大企业的传感器技术开发工作;日本将传感器技术列为国家重点发展6大核心技术之一;英、法、德等国家高技术领域发展规划中,均将传感器列为重点发展技术并将其科研成果和制造工艺与装备列入国家核心技术;2014年《福布斯》认为今后几十年内,影响和改变着世界经济格局和人们生活方式的10大科技领域,传感器名列10大领域之首。
传感器是一切数据获取的基础设施,而当先进传感器的应用达到一定规模时,往往标志着一个新时代的到来。

一、机械化时代(人类出现-1870年前后)——开启人类传感器雏形
1、指南车——史料记载最早的传感器

指南车又称司南车,相传公元前2700年中国的轩辕黄帝发明了指南针,黄帝用指南车,在大雾中辨别方向,打败了蚩尤。

2、仰韶陶质量具、商代骨尺、楚墓天平、日晷仪、地动仪——最早的度量衡传感器
(1)距今5000年前的甘肃大地湾仰韶文化晚期房F901中出土的一组陶质量具,是迄今为止,我国发现最早的量器。

(2)河南安阳出土的商代(公元前1600~前1046年)骨尺是目前中国所见最早的长度测量工具。

(3)已发掘出的最早的秤是在长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。

(4)日晷仪最早出现在西周,是古人观测日影记时的仪器,根据日影的位置来指定当时的时辰或刻数,是我国古代较为普遍使用的计时仪器。

(5)地动仪——最早的震动传感器
公元132年发明,东汉张衡发明的地动仪,是世界上第一架观测地震的仪器,李约瑟称之为“地震仪的鼻祖”。

3、气体温度计——世界上最早的温度传感器

1593年, 意大利科学家伽利略发明的第一支气体温度计

二、电气自动化时代(1870年前后-2009年)——传感器成为不可或缺的关键性配套器件
1、铂电阻温度计——最早输出电信号的传感器
1876年,德国的西门子制造出第一支铂电阻温度计

铂电阻温度计
2、结构型传感器——工业批量化生产的第1代传感器
这时期的传感器主要是结构型传感器,也就是主要利用结构参量变化来感受和转化信号,如电阻应变传感器等。

电阻应变传感器

3、固体传感器——工业批量化生产的第2代传感器
这种传感器由半导体、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。

集成温度传感器AD590

三、智能时代(2009年至今)——传感器已成为发展瓶颈、同时也是物联网的核心基础和突破口
本世纪的重大变革就是:“通过网络,把物质世界联接起来,并赋予它一个电子神经系统,使它具有能够感知信息的生命,而能够担当这一重任的核心就是传感器”,并将传感器基础技术与应用称为“Sensor Revolution(传感器革命)”。
到目前,全球已有约有种传感器,它们与人类活动息息相关,覆盖各个门类和学科,呈现出强烈的时代特点:网络化、智能化、规模化。
1、无线传感器网络爆发——无线化如同固定电话变手机、无处不在,网络化让传感器融入物联网

用于油田物联网的系列传感器有几十种

2、智能传感器的代表性产品——MEMS传感器
(1)80年代发展起来的智能传感器主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。

车规前装级MEMS压力芯片-汽车型压力传感器模组BCP1200A

(2)IMU(惯性测量单元)最早在90年代开始规模应用在汽车工业和国防工业,目前,低精度的MEMS惯性传感器的应用领域以消费电子为代表,中精度的应用以汽车领域为代表,高精度的应用以航空航天和国防领域为代表。

IMU(惯性测量单元)

结语
时至今日,随着传感器的持续壮大,度量衡器具、各类专属的仪器仪表已经形成独立门类规模化发展。而在专业领域探索新型应用、面向人类未知的大量高精尖新型传感器、高性价比传感器,正处于需求引领、加大力度优先发展的局面。
直至2000年后,中国传感器技术及其产业发展逐步缩小与发达国家之间的差距,同时,我国相应出台一系列政策,鼓励、大力扶持传感器产业的发展。2013年由工信部等四部委联合印发的《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》中,未来将在传感器领域建立超百亿元的创新产业集群,以及产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。2019年,围绕《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》“一条龙”应用计划,为聚焦解决工业基础产品和工艺应用难题,工信部继续组织开展工业基础领域重点产品、工艺的传感器“一条龙”示范应用推广工作。
必创科技顺应大势蓬勃发展,在构建万物互联的征途中,整装待发,谱写新篇!

传感器发展历史:传感器的发展历程

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传感器的历史及现状
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传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的
器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。传感器的种类很多,按照不同
的功能,不同的适用领域可以划分多种类型。其中,温度传感器是最早开发、
应用最广的一类传感器。从
17
世纪初,人们就开始利用温度计进行测量,而真
正把温度变成电信号的传感器是
1821
年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后
来的热电偶传感器。在半导体得到充分发展以后,相继开发了半导体热电偶传
感器、
PN
结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作
用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
?
我国的传感器发展已经经历了
50
多个春秋,
20
世纪
80
年代,改革开放给
传感器行业带来了生机与活力。
90
年代,在党和国家关于

大力加强传感器的开
发和在国民经济中普遍应用

的决策指引下,传感器行业进入了新的发展时期。
目前来看,传感器的应用已经遍及到工业生产、海洋探测、环境保护、医学诊
断、生物工程等多方面的领域,几乎所有的现代化的项目都离不开传感器的应
用。在我国的传感器市场中,国外的厂商占据了较大的份额,虽然国内厂商也
有了较快的发展,但仍然无法跟上国际传感器技术的步伐。近年来,由于国家
的大力支持,我国建立了传感器技术国家重点实验室、微米
/
纳米国家重点实验
室、机器人国家重点试验室等研发基地,初步建立了敏感元件和传感器产业,
目前我国已有
1,688
家从事传感器的生产和研发的企业,其中从事
MEMS
研发
的有
50
多家。在经济全球化趋势下,随着我国的投资环境的改善已经对传感器
技术的大力支持,各国传感器厂商纷纷涌进我国的传感器市场,使得国内的传
感器领域的竞争日趋激烈。于此同时,强烈的技术竞争必然会导致技术的飞速
发展,促进我国传感器技术的快速进步。
?
未来的传感器会向着小型化、多功能化、智能化、集成化、系统化的方向
发展,由微传感器、微执行器及信号和数据处理器总装集成的系统越来越引起
人们的关注。
?
多功能化
?
传感器开始只是对单一量的测量,在众多领域中单一的量不能准确客观地
反映客观事物和环境。这就要求传感器对多种量进行测量。由若干种敏感元件

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