傳感器是未來最需要開發(fā)的技術(shù)
進入物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)時代,芯片和5G(6G)技術(shù)都是非常重要的技術(shù)。然而,這些重要的技術(shù)與傳感器密不可分:即使它是一個不倫不類的設(shè)備,在未來它也將是十大技術(shù)中的第一個。
既然傳感器是未來最需要開發(fā)的技術(shù),那它是什么樣的技術(shù)呢?這是什么意思?該國目前的發(fā)展情況如何?在本文中,您將了解這項技術(shù)。
什么是傳感器技術(shù)?
國家標準定義:一種或多種裝置,能夠感應(yīng)被測量的內(nèi)容,并根據(jù)特定規(guī)則將其轉(zhuǎn)換為可用的輸出信號。簡單地說,傳感器是一種用于記錄和轉(zhuǎn)換的設(shè)備:它可以記錄溫度、聲音和光線等信息,然后將其轉(zhuǎn)換為機器上的電流、電壓等。
有了它,人們可以使機器變得智能化,例如,我們使用的手機可以實現(xiàn)拍照、通話、播放和指紋解鎖等功能。
這些傳感器通過哪些過程實現(xiàn)手機的功能
傳感器檢測到手機外的一些信息,并將其轉(zhuǎn)換為電力,以便我們?nèi)祟惪梢钥刂剖謾C。例如:當我們拍照時,我們使用鏡頭捕捉物體的光并將光傳輸?shù)綀D像傳感器,傳感器檢測到光并將其轉(zhuǎn)換為電信號,然后對其進行處理并顯示。這就是我們在手機上看到的。
因此,圖像傳感器對應(yīng)于手機的眼睛,是鏡頭的核心部件。此外,手機上有各種傳感器,可以將聲音和壓力等信息轉(zhuǎn)換為電信號,以實現(xiàn)通話和指紋解鎖等功能。
所以可以說,傳感器是智能產(chǎn)品的“五感”,用于轉(zhuǎn)換電信號。沒有傳感器,就沒有今天的智能產(chǎn)品,智能手機就像老式的老大哥。
未來傳感器的重要性
全球產(chǎn)業(yè)被稱為:傳感器、計算機和通信技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)。此外,工業(yè)界和貿(mào)易界都認為傳感器的重要性將在未來逐漸超過其他兩個。專家認為,物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)將改變當前和未來的世界。
你為什么說它能改變世界?
首先,我們不能否認傳感器已經(jīng)影響世界很長時間了。羅盤(物理傳感器)可以計算距離,它的影響不需要詳細說明,每個人都知道。在現(xiàn)代史上,自20世紀中期以來,傳感器技術(shù)的作用隨著每次更新和迭代變得越來越重要。
第一代傳感器
它誕生于20世紀50年代,屬于結(jié)構(gòu)傳感器范疇,是第一款工業(yè)化批量生產(chǎn)的傳感器。一個典型的代表是電阻式傳感器,它90%用于稱重,就像今天常用的天平一樣。
第一代傳感器產(chǎn)品相對粗糙,但我們都使用它,尤其是新生兒在醫(yī)院稱重時。因此,可以說,傳感器從童年起就影響著我們的生活。
第二代物理傳感器
它誕生于20世紀70年代,傳感器也開始滲透到人們的各個領(lǐng)域。工業(yè)界已經(jīng)相信,現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展離不開傳感器。就像手機圖像傳感器的核心元件光敏傳感器一樣,它的重要性不需要在這里重復(fù):智能手機與每個人都不可分割,并且已經(jīng)可以顯示出它們的重要性。
此外,傳感器在第二代中經(jīng)歷了多樣化的發(fā)展。例如,通過將熱量和溫度轉(zhuǎn)換為電信號,聲音的其他物理特性也可以轉(zhuǎn)換為電信號。因此,在此期間,傳感器的材料從金屬演變?yōu)楦鞣N固體材料,如半導體、電解質(zhì)和由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的磁性材料。
不僅有很多類型,而且還有越來越多的功能,比如我們生活中常見的開關(guān),有聲感應(yīng)、光敏、觸摸屏等,都使用不同的傳感器。例如,雷達也有紅外傳感器、毫米波雷達、紅外雷達等,它們也是不同的傳感器。這些傳感器已被加工成各種檢測設(shè)備,并已應(yīng)用于各個領(lǐng)域,比第一代傳感器的應(yīng)用更為廣泛。
下一代智能傳感器芯片
隨著對傳感器相關(guān)功能需求的不斷增加和各種功能的不斷增加,一臺設(shè)備可能需要多種功能。目前,一臺設(shè)備可能需要安裝多個傳感器。為了解決這個問題,科技人員考慮重組各種傳感器,并將它們集成到同一個傳感器中。
集成傳感器就是這樣誕生的,例如許多傳感器被組合成一個新的指紋傳感器,手機指紋傳感器就誕生了。它集成了光、壓力、溫度等多種傳感器,但這還不夠。因此,科學家和技術(shù)人員重新思考,將傳感器與其他高科技(如芯片)結(jié)合起來,略微提高傳感器性能,從而出現(xiàn)了智能傳感器芯片。
它將傳感器與小型芯片和其他組件結(jié)合在一起,因此傳感器不僅可以捕獲和轉(zhuǎn)換信號,還可以極大地提高信號處理性能。舉個例子:攝影設(shè)備,過去總是選擇相機膠片作為傳感器,后來傳感器和處理器被組合成一個光敏芯片,這不僅提高了像素,還提高了圖案的處理能力。
隨著傳感器的出現(xiàn),數(shù)碼相機很快取代了膠片相機,最終手機取代了數(shù)碼相機,改變了拍照的方式。
總結(jié)
最新一代集成傳感器的出現(xiàn)將傳感器提升到了一個新的水平,傳感器在這一時期的重要性已得到充分證明。因此,它正在慢慢改變世界,改變我們的生活,在未來它將變得更加重要。
家庭傳感器的快速發(fā)展
隨著家用傳感器幾十年的發(fā)展,質(zhì)量有了飛躍,上下游之間的對應(yīng)程度也越來越高。目前,我國傳感器技術(shù)專利申請數(shù)量已升至世界第三位。在傳感器技術(shù)研究方面,我國正在逐步縮小與其他國家的差距。
此外,國內(nèi)設(shè)計技術(shù)、材料控制技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)和測試技術(shù)正在發(fā)展和成熟,批量生產(chǎn)能力正在逐步提高。此外,基于MEMS(Micro Electro Mechanical System,微機電系統(tǒng))技術(shù)的新型國產(chǎn)傳感器正逐步應(yīng)用于各個領(lǐng)域,這也提高了國內(nèi)企業(yè)的競爭力。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)正在加快工業(yè)化規(guī)模,這將增加傳感器的種類,提高產(chǎn)品質(zhì)量。不久,家用傳感器的品種份額將達到80%左右,高端產(chǎn)品將達到60%以上。我相信,在未來,國產(chǎn)傳感器技術(shù)一定會脫穎而出,達到世界領(lǐng)先水平。
傳感器是睡眠系統(tǒng)中眼睛和小腦的同義詞。你可以收集信息,甚至自己解決一些問題。那些無法解決的問題留給城市的大腦去解決。因此,傳感器必須是一項非常重要的技術(shù),它是溝通每一種智能的橋梁??刂苽鞲衅鞯娜丝梢钥刂莆磥怼?br />