传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析

2021/12/25 04:48 · 传感器知识资讯 ·  · 传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析已关闭评论
摘要:

传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析网易昨天19:48传感器发展市场前景和主要用途已经不断发展,不论是自动化技术产业链还是新型智慧城市基本建设,包含物联网技术发展趋势等,都会向大家充分说明着传感器产业链将迈入多

传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析  第1张

传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析

(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析

网易
昨天19:48
传感器发展市场前景和主要用途已经不断发展,不论是自动化技术产业链还是新型智慧城市基本建设,包含物联网技术发展趋势等,都会向大家充分说明着传感器产业链将迈入多么的光辉发展。将来传感器的发展必定会往智能化、小型化这两个层面发展。百度快照

索尼谈颠覆性SWIR图像传感器,业界最小像素实现小型化和高分辨率

电子工程专辑
昨天
索尼半导体解决方案集团(以下简称“索尼”)开发的SWIR图像传感器,以业界最小*1的5μm像素实现了小型化和更高像素,并且能够以突出的高动态范围覆盖可见光成像。这款图像传感器拥有超出市面一般产品的高规格。作为同类产品中的首次突破,索尼...百度快照

业内最小!文远知行发布小型化自动驾驶传感器套件,20分钟便下线一套

腾讯网
10月18日
WeRide Sensor Suite 4.0 从传感器定制、线束定制、相关元器件选型到整套自动驾驶解决方案都面向规范化、量产化。 其采用大规模开模工艺制造,以满足批量生产需求并大幅降低成本。 3 秒速清洁, ...百度快照

感知世界 智创未来,松下与您相约第三届世界传感器大会!

网易
10月23日
由中国科学技术协会与河南省人民政府作为主办,由郑州市人民政府、河南省科学技术协会、河南省工业和信息化厅、河南省发展和改革委员会、河南省科学技术厅、中共河南省委外事工作委员会办公室、中国仪器仪表学会承办的“2021世界传感器大会”于...百度快照

2021年传感器行业的机遇与风险

搜狐网
10月13日
2021年已过半,物联网时代已经到来。毫无疑问,万物联网的背后是万物数字化,而数字化万物的核心就是传感器。传感器这个概念虽然已经存在多年,但它依旧是个活力无限的领域。 随着物联网概念的火热,传感器的风口也点燃了MEMS微机电技术以及...百度快照

字深入研究消费电子光学传感器行业

腾讯网
10月13日
消费电子是传感器最重要的应用市场,据研究机构的调研数据显示,占传感器50%左右份额。 本文主要基于3D光学传感器产业研究,同时涉及TOF飞行时间传感器、红外传感器等应用于消费电子设备上的光学传感器分析,对目前消费电子上的光学传感器所使用技术...百度快照

传感器的发展动向

韦克威科技
9月3日
随着航天技术的发展,航天器上需要的传感器越来越多,例如,航天飞机上安装约3 500个传感器,对其指标性能都有严格要求,如小型化、低功 耗、高精度、高可靠性等都有具体指标。为了满足这些要求,必须釆用新原理、新技术研制岀 新型的...百度快照

光电传感器未来发展趋势

谷泰微电子
8月12日
未来光电传感器的发展方向会有以下几点:高集成化 由于设计空间、成本和功耗预算日益紧缩,在同一衬底上集成多种敏感元器件、制成能够检测多个参量的多功能组合MEMS传感器成为重要解决方案。低功耗 降低传感器功耗,采用环境能量收集实现自供...百度快照

日本团队研发出小型化集成化的量子传感器

潇湘晨报
7月14日
据《日本经济新闻》报道,日前由东京工业大学和产业技术综合研究所组成的研究团队,成功研发出使金刚石制造的量子传感器实现小型化和集成化的技术,该技术能够捕捉到非常微小的磁力变化。在技术层面,量子传感器使用了以金刚石作为原材料的...百度快照

松下| 适用更广的小型化光电传感器EX-C200系列来咯!

智汇工业
6月28日
高性价比、小型化、适用更广 小型光电传感器 EX-C200系列*放大器内置 1适用行业 适用行业:3C、锂电池、光伏行业相关设备、医疗分析检测设备 2产品特点 检测功率和通用性提升,稳定性和使用性大幅提高!小体积 根据现场的需求,设计进10...百度快照

传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析  第2张

传感器小型化:业内最小!文远知行发布小型化自动驾驶传感器套件,20分钟便下线一套

来源:雪球App,作者: 汽车之心,(
L4自动驾驶距大规模量产又迈进了一步。
10月16日,国内L4级自动驾驶企业文远知行发布新一代传感器套件 WeRide Sensor Suite 4.0。整个套件集成了激光雷达、4D 毫米波雷达以及相机模块等,在具备更强感知能力的基础上,体积缩减为上代套件的1/6,套件整体重量仅 13 公斤。
据说这一套件在量产线上可实现 20 分钟/套的生产。
视频链接:文远知行发布小尺寸轻量化 L4 级自动驾驶传感器套件
1、「小块头有大智慧」: 小尺寸、轻量化,实现更精准稳定的自动驾驶感知
通过传感器的高度集成,WeRide Sensor Suite 4.0 在长度、宽度、高度均实现大比例的缩减,体积为上一代 3.0 套件的 1/6,仅占车顶不到 0.4 平方米的面积,把天窗重新交还给乘客;与此同时,重量减为原来的 20%,净重 13 公斤,创下 L4 级自动驾驶行业之最。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 与上一代 3.0 的对比
轻巧可靠的套件设计、流畅的外观曲面,让 4.0 套件与车辆外观更融合、更一体化,使得自动驾驶车辆产品形态更趋自然、完整、成熟,引领自动驾驶车辆的发展趋势。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 的一体式集成天线与套件外壳曲面自然过渡,融为一体,功能性与美观性兼具
在更小、更轻的设计下,WeRide Sensor Suite 4.0 感知能力更加强大,包含激光雷达、4D 毫米波雷达、固态激光雷达、盲区激光雷达、文远知行全新自研的相机模块,实现 360 度视场全覆盖,最远达到前向 300 米、无盲区死角的探测,精准判断和识别感知范围内的物体及其运动状态、特殊交通场景及标志等。
固态激光雷达分布的位置沿用了文远知行于 2019 年 12 月发布的 3.0 传感器套件预留的设计。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 摄像头 FOV 示意图
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 激光雷达 FOV 示意图
秉承文远知行一直以来的硬件设计风格,WeRide Sensor Suite 4.0 继续采用「模块化集成设计」,在定制基础模块的基础上,灵活改变组合和搭建方式,适配不同车型和需求。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 适配各款乘用车型
2、更少工序、更高效安装、更低成本,面向自动驾驶规模化量产
WeRide Sensor Suite 4.0 仅需 12 道工序即可完成产品模组的组装,是 L4 级自动驾驶目前最标准化的解决方案,在量产线上可实现 20 分钟/套的快速生产。
WeRide Sensor Suite 4.0 具备分线组装能力,可以预先在流水线完成模块集成,再运往车辆生产线完成总装,既能够严格保障产品质量的一致性、传感器相对位置的精度,也大幅提高车辆的生产效率。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 有多轻巧?
工程师双手即可轻松拿起来
WeRide Sensor Suite 4.0 从传感器定制、线束定制、相关元器件选型到整套自动驾驶解决方案都面向规范化、量产化。
其采用大规模开模工艺制造,以满足批量生产需求并大幅降低成本。
3、秒速清洁,传感器污垢自动识别、自动触发清洗功能
WeRide Sensor Suite 4.0 配备文远知行自研的全新传感器清洁系统,能够自动识别污垢、水渍并触发清洗,在轻巧的传感器套件上实现强大、精细的清洁功能。
该系统采用高压气和液体混合清洗的方式,单次清洁最快仅需 1 秒,有效去除传感器上覆盖的水珠、泥浆、灰尘、霜冻、油污等遮挡物,为自动驾驶车辆在日常,以及雨雪、霜冻、沙尘等特殊天气下的全天候运营提供稳定的感知保障。
同时,清洗系统的外观设计紧凑、隐蔽性好,可以有效避免对传感器造成干扰。
(图)WeRide Sensor Suite 4.0 配备文远知行自研的全新传感器清洁系统
4、WeRide Sensor Suite 4.0,赋能文远知行全无人驾驶
(图)配备 WeRide Sensor Suite 4.0 套件的文远知行 L4 级自动驾驶汽车(夜间实拍)
文远知行是全球首家同时拥有中美两地无人驾驶测试许可的初创公司。
自 2020 年 7 月起,在中国广州正式开启全无人驾驶路测,随后于 2021 年 4 月取得美国加州机动车管理局(DMV)颁发的全无人测试牌照,获准在加州开放道路上进行无人驾驶测试,车辆无需配备安全员。
视频链接:文远知行无人驾驶车在中美两地开展全无人驾驶路测
WeRide Sensor Suite 4.0 已规模化投入应用,文远知行将进一步加速全无人驾驶的测试与落地应用,面向共享出行、随需公交、同城货运等不同城市交通运输场景,推动更安全、高效、经济、环保的智能出行和智能货运新方式。
$自动驾驶电动车与技术ETF-iShares(IDRV)$ $智能汽车(SZ)$
传感器小型化:(转)国际外传感器与的市场近况及未来发展趋势分析  第3张

传感器小型化:位移传感器的小型化发展,看完这篇就懂了

创新的下一代非接触式位移传感器
MicroEpsilon公司董事总经理克里斯琼斯(Chris Jones)表示,继续推进位移测量传感器小型化的努力似乎没有尽头,尤其是在集成电子产品和智能传感器方面,它们提供了丰富的功能和更高的功能。
通过使用许多不同的物理测量原理,可以用各种方法测量位移。几年前,位移传感器在其住宅设计中仍然相对较大,使用的是独立的、离散的电子设备。然而,新的技术和生产系统现在使微型传感器能够用集成电子产品生产。这一领域的先驱是MicroEpsilon。
成立于1968年在德国汉诺威,Micro-Epsilon最初是一家应变计制造商,是该公司位移测量产品系列的起点。
在20世纪70年代中期,人们已经认识到MicroEpsilon的未来是非接触式位移测量技术。与接触系统不同的是,非接触式传感器不需要磨损,因此可以在更长的时间内提供更可靠的结果。现代生产系统需要最小的周期时间,因此需要从位移传感器获得非常快的时间,这反过来只能通过使用非接触式测量技术来保证。
在敏感物体受到接触不利影响的情况下,非接触式传感器是理想的,因为它们测量距离物体安全范围的距离。对位移传感器的性能和可靠性要求很高。重要的应用标准是测量频率、准确度、温度稳定性和分辨率。
广泛的位移测量技术
自成立以来,MicroEpsilon公司一直试图在位移测量领域建立尽可能全面的组合。在非接触式位移测量领域,公司目前的范围包括传统的电磁测量方法:电容法、电感法和涡流法。为光学位移测量提供了激光三角测量、飞行时间传感器和共焦传感器,这意味着客户总是为他们的测量任务获得最优的解决方案,因为狭窄的产品组合并不限制他们的选择。
目前位移测量技术的发展趋势表明,现在需要更小、更智能的集成电子传感器。在机械工程中,对极其紧凑的传感器的要求一直是一个重要的因素,特别是在安装空间受到限制或传感器需要轻量级的情况下。在传感器中集成更多的电子和智能方面也是如此。这意味着传感器更频繁地被要求直接在传感器中执行信号调理,从而减少分量计数,同时提供更快的测量速度。
下一代涡流ECT传感器
涡流传感器可用于所有导电材料。当涡流穿透绝缘子材料时,即使是绝缘层后面的金属也可以作为测量对象。一个特殊的线圈绕组意味着非常紧凑的传感器设计是可能的,这仍然可以在高温范围内使用。所有涡流传感器对污垢、灰尘、水分、油和压力都不敏感。
MicroEpsilon的微型涡流传感器在世界范围内得到认可。这些传感器直径为2mm,电缆直径仅为0.5mm,是当今世界上最小的标准涡流传感器。
MicroEpsilon公司的嵌入式线圈技术(ECT)代表了涡流传感器设计和制造方面的一项技术突破,从而克服了以往涡流传感器的局限性。由于其超紧凑的设计和在其结构中使用新的无机材料,新的eddyNCDT ECT传感器在传感器的外部设计和几何形状方面提供了几乎无限的范围。这意味着传感器可以适应几乎任何应用需求。
EddyNCDT ECT传感器具有极强的机械鲁棒性,使工作间隔更长,温度稳定性更高。完整的电路电子学可以集成到传感器中,为原始设备制造商和机器制造商提供更加紧凑的测量解决方案。该传感器还适用于恶劣的工作环境,包括高振动、冲击和高达350℃的高温工作温度。传感器的热漂移极低,温度误差小于百万分之20/百万/度开尔文。
电容传感器新技术
电容传感器是任何非接触式传感器技术中精度最高的。最新的电子产品使人们有可能在皮米范围内提供分辨率。通常,这些传感器是用来测量对导电目标,但某些绝缘体也可以测量。
电容传感器被设计为保护环电容器。在实际应用中,使用这些传感器可以获得几乎理想的线性特性。然而,在传感器和目标之间需要一个恒定的介电常数来进行常数测量,该系统对测量间隙中的介电变化敏感地作出反应。由于热诱导电导的变化对测量没有影响,在温度剧烈波动的情况下,该原理也是可靠的。
MicroEpsilon的新一代CapaNCDT CSH传感器使用了一种特殊的陶瓷基板,提供了极高的温度稳定性。使用这一技术,几乎可以开发出无限的传感器几何图形。例如,一个非常平坦的传感器已经生产,其安装高度仅为4毫米。该技术克服了以往圆柱传感器设计的局限性。迄今为止,使用这些传感器的最大分辨率为0.037nm。
紧凑型激光传感器
通过在传感器本身集成智能电子设备,激光三角测量传感器是传感器系统变得越来越小的一个很好的例子。大多数传统的传感器需要一个单独的电子单元以及传感器本身。MicroEpsilon公司的OptoNCDT 1302和1402传感器有一个非常小的外壳,其中完整的电子集成在不牺牲传感器性能的情况下。这两个系列包括12种不同的测量范围在5毫米至600毫米之间。范围内的其他传感器可达200万。
使用这种测量原理的真正优点是距离它所提供的目标的距离比较大。对于热的或运动的目标,它是有利的测量从一个大的站立距离。使用光学NCDT激光传感器意味着可以实现非常小的光斑尺寸,这往往是应用的关键。光斑大小可在几微米范围内,因此也可用于类似尺寸的目标。
微型共焦传感器采用梯度折射率透镜
当使用共焦色测量技术时,极高的分辨率是可能的。在纳米范围内的分辨率通常是通过扩大颜色光谱来实现的。由于颜色是在焦点,用于距离信息,共焦传感器有一个非常小的测量点,使测量特别小的物体。因此,即使是表面上最细微的划痕也可以可靠地测量。
该传感器的束流路径紧凑、同心圆。这意味着,例如,在钻孔或试管内进行测量是可能的。对于这样的测量,共焦微型光学NCDT 2402传感器,其传感器直径只有4mm,是理想的。五种传感器模型的测量范围从0.4mm到6.5mm,分辨率达到0.016 m。自2007年发射以来,这些传感器一直是无与伦比的。随着光学NCDT 2402传感器的发射,直径从23毫米减少到4mm。使用这些传感器可以测量透明薄膜、板或层的厚度。与其他方法相比,该系统只需要一个传感器即可进行这种类型的测量。由于测量只使用白光,因此不适用激光安全规则。这些传感器也可以用于潜在的爆炸区域和易受EMC影响的系统。

传感器小型化:功率变换系统中电流传感器小型化趋势

现代的功率变换系统与比前一代比,必须更高效、小巧和便宜。为此,全球电量传感器领域的先导者瑞士莱姆公司利用多年的丰富经验开发了单芯片封装的传感器---HMSR。

作者 DamienLeterrier、ThomasHargé和StéphaneRollier 翻译 成秋花 校对 李海莹

传统的电流测量方式是使用开环霍尔效应传感器。电流产生的磁场由磁芯聚磁,霍尔元件感应磁场强度来测量。近来,带有高级补偿技术的专用ASIC技术方案帮助提高了电流测量的总体精度。

图1: 采用传统的霍尔效应芯片或专用ASIC的开环技术原理

莱姆在十年前率先在LTSR产品中实现了传感器小型化。当时,为了确保性能优势的最好方法是采用闭环霍尔效应技术,莱姆设计了定制化闭环ASIC。随着ASIC技术的发展,霍尔开环传感器也有了专用的ASIC,使得开环传感器的性能接近闭环技术所能达到的水平。开环ASIC技术不仅在体积小型化上更容易实现,而且能满足市场对成本优势的要求,同时结构简单,功耗低。

图2:近十年来电流传感器尺寸的变化

这十年来,使用霍尔开环ASIC技术的HLSR系列传感器已经在实际中得到了广泛应用,不仅在零点和漂移方面具有很好的表现,而且还具有优异的响应时间,较小的封装尺寸,只有几个毫米的高度很适合PCB安装。

LEM利用多年积累的大量专业知识和设计经验,创造了HMSR,这是一种更先进的电流传感器,满足了市场持续对降低成本、提高性能和微型化的需求。

图3:HMSR电流传感器

随着这个新系列传感器的出现,LEM正在扩展其它微型化的电流传感器,用于交流和直流电流的隔离测量。新的HMSR产品,集成了原边导体(功率损耗最小化)、一个微型磁芯和一个定制的ASIC,允许直接接入电流进行测量,并且保证一定的绝缘性能。

此新产品系列囊括了六个不同的额定电流等级:6A、8A、10A、15A、20A和30A, 测量范围可达额定电流的2.5倍,采用SOIC 16 封装。标准型的产品提供了不同灵敏度级别的模拟电压输出,其中5V供电电源版的对应输出电压是800mV @IPN。

HMSR设置两个OCD(过流检测)功能,将控制回路与保护回路分离。分别设定两个不同的引脚给两个OCD, 一个为内部OCD,过流限值设为2.93 x IPN,另一个是外部OCD,过流限值可以根据实际情况由使用者调节。

然而,HMSR传感器不应视为简单的开环霍尔ASIC的传感器。HMSR独特的初级导体设计,允许流过更大的过载电流,并且保持高水平的绝缘性能,这得益于内部集成了磁性材料的磁路,这种结构对电力电子应用中存在的外部不均匀磁场具有良好的免疫力,使得HMSR能够在高干扰的环境中使用。

HMSR中加入的磁路也是提高带宽的关键因素,带宽可达270 kHz(-3dB),同时起到对外磁场的良好抑制作用。

这种专用的ASIC设计结合了旋转和内部温度补偿(EE-PROM)技术,经现场验证,改进了增益和零点漂移。实现了-40°C到+125°C 温度范围内的高精度,额定电流时的精度典型值为0.5 %(HMSR 20-SMS型号)。在功率转换应用中,如太阳能逆变器或驱动器等,都要求高效率,这就要求控制回路必须精确。

与上一代产品相比,HMSR极大地提高了整个温度范围内的精度。下图显示了HMSR 20-SMS在整个温度范围内(-40°C到+125°C)极其良好的线性度和总精度。

图4:HMSR20-SMS型号在-40°C到+125°C范围内的典型总体精度和线性度

图5:HMSR响应时间

然而,如果没有快速的响应时间做支撑,只有高精度依然美中不足。目前,快速IGBT,比如SiC,可以工作在更快的开关频率下 – HMSR已经通过实际测试,可满足此类苛刻的要求,其响应时间低于2uS(见图5)。

在多个应用中,HMSR传感器可以像SO16 SMD器件一样直接安装在电路板上,从而降低制造成本和节省空间。HMSR的高度仅6mm,在应用中显著节省了空间,可方便安装在智能功率模块(IPMs)所带的散热片下面(见下图)。

图6:HMSR 与IPM的安装图例

HMSR的另一个显著优势是太阳能领域的应用。

特别是最大功率点跟踪(MPPT),它是太阳能逆变系统中的一个重要环节,跟踪好了可以最大限度地利用光伏板(PV)产生的电能。它会根据温度、阳光和系统的总阻抗来调节电流和电压。当有微小扰动信号注入时(利用扰动观测法),控制系统持续分析系统输出。然后,MPPT分析产生的功率(通过监测电压和电流信号),并推导出要改变的参数,以达到MPPT(最大功率点)。MPPT通过改变脉宽调制(PWM)来得到DC/DC变换器的合适电压。

图7:最大功率点

图8:MPPT架构

精度越高、噪音越低,MPPT的性能越好。利用莱姆先进的ASIC,HMSR提供了非常精确和低噪声的信号,使系统运行在最佳水平。

更重要的是,组串电流的检测使得多串间的比较,以及发现PV板接线错误、污垢和由树木产生的阴影等异常成为可能。因此,HMSR的卓越精度可以用来实现多个组串间的比较。

另外,MPPT中的DC/DC变换器采用高频调节(大约80kHz),容易产生较高的dV/dt,对电子元器件有害。由于其坚固的设计,使得HMSR在这样的噪声环境中有很显著的抵抗能力,这种能力用dV/dt测试很容易得到验证。

下图(图9)显示了HMSR 20-SMS在+/- 1000 V的dV/dt脉冲电压测试中的表现,扰动很低,产生的误差仅为满量程的3%,恢复时间为3.8 uS。

图9:施加dV/dt以后,HMSR输出产生的误差

HMSR带有两个OCD功能,用于逆变器中短路和过载时保护晶体管。这种检测和保护功能在许多应用中都很重要,如HVAC中的直流环节或电机驱动器。现代的变频器(VFDs)都引入了电机过载算法,HMSR的OCD功能可以使检测更容易,以防设备过热。两个OCD功能的设置可以分别监测过载和短路。

当然,在选择IC封装的电流传感器时,绝缘是必须考虑的因素。例如,在太阳能应用中,通常通过提高直流电压来增加DC/AC的转换效率,有时直流电压要到1500V,以便提高DC/AC变换率,这势必增加了对逆变器绝缘的要求。

通过加大原副边之间的距离来增强原边母排与IC部分的隔离,使得HMSR的绝缘电压可以到4.95kVRMS(交流50 Hz 、1分钟绝缘测试电压),所有产品在出厂前100%通过绝缘检测。HMSR的特殊管脚设计保证了PCB板上的爬电距离和电气间隙为8mm。

按照IEC -1(用于光伏发电系统的功率变换器的安全)标准的规定,如果降低爬电距离就需要较高的相对漏电起痕指数(CTI)。HMSR的CTI> 600,爬电距离8mm,那么HMSR的工作电压可以到1600V,意味HMSR非常适合这种绝缘要求高的应用。

太阳能应用中还有另一个关键要求,设备需要耐受20kA的浪涌电流,以提供有效的雷电保护。HMSR直接安在装组串回路中,需要能承受这么大的雷击电流而不损坏。事实上,HMSR在设计上充分考虑到这个要求,并通过标准的8/20 uS浪涌测试。如下图所示。

图10:太阳能应用中典型的过流浪涌曲线图

为了方便客户快速比较和测试新一代的传感器,莱姆特意开发了HMSR测试板,可以根据要求提供样品。

图11:可用于采样的HMSR测试板

HMSR主要技术参数

更多光伏行业资讯请访问查看

索比光伏网

您可能感兴趣的文章

本文地址:https://www.ceomba.cn/40123.html
文章标签: ,   ,  
版权声明:本文为原创文章,版权归 ceomba 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

文件下载

老薛主机终身7折优惠码boke112

上一篇:
下一篇:

评论已关闭!