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沃天创新研发传感器、助力工业自动化升级

压力传感器行业的发展

返回列表 来源: 发布日期: 2022.10.20

传感器是一个极其特殊的行业,它的产值不算高,2019年我国市场规模约2200亿人民币,但却有数万个品类,几乎遍布所有产业和每个国民经济的角落。它集机械、光、电于一身,能精确衡量压力、温度、浓度、速度等,却又受制于芯片、材料、电路的发展瓶颈。它的原理透明,但工艺却非常复杂,是制造业中少见的带有“手艺”气息的工业品,技术诀窍深藏在工艺之中。

我国传感器行业起步较晚,核心技术缺失,因而以中低端制造为主,随着近年智能制造、工业物联网、人工智能等热火朝天的发展,特别是MEMS技术的发展,半导体传感器朝着微型、低功耗、高精度方向发展,传感器行业迎来了第二春。

一、压力传感器传输原理

压力是指发生在两个物体接触表面的作用力,同时包含不同形态下的作用力,一般可分为气压、液压、固压三种情况。压力传感器通过感受压力信号,将压力信号转换成可用的输出的电信号器件或装置,以便辅助机器完成判断,因而成为IOT感知层技术的基石。

在过去几十年中,汽车行业一直是推动压力传感器需求的主要行业,迄今为止,压力传感器已广泛应用在管道液压、消防、智能汽车、智慧医疗、航空航天等众多领域。2020年全球压力传感器市场规模已达16.5亿美元,合计人民币104亿元,据新思界产研中心报告显示,压力传感器的份额约占20%,仅次于流量传感器。

二、压力传感器及应用场景

压力传感器有多种分类方式。从工作原理来划分,压力传感可分为压电式、压阻式、应变式、电容式等。从使用材料和传感原理来看,主要有应变式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器5种。

本来主要讲述扩散硅压力传感器:

扩散硅压力传感器——小体型 大信号

其原理是被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上,使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,并依靠电子线路检测到变化,迅速转换、输出相应的标准测量信号。

扩散硅压力传感器的一个显著优点是信号输出大,为后端变送调理线路提供了很大的优势,加上分辨率高,灵敏度高,其可选的后端电路更多。其次,扩散硅的体积小巧利于安装,可以广泛应用在工业场合。

三、压力传感器行业发展趋势:微型化、场景化、协同化

中国压力传感器的研发和制造目前尚处于起步期,未出现具有一定经营规模的企业,掌握核心部件研发和制造能力的企业十分稀缺。不仅如此,目前高精度的国产压力传感器,其内部芯体大多仍需进口,但在全球疫情以及中美国际贸易关系的影响下,海外供货受阻,供应周期拉长,这使得研发自主设计生产的国产压力传感器芯体迫在眉睫。

微型化是压力传感器研发的一大趋势,厂商们正不断地缩小压力传感器的体积。MEMS压力传感器的出货量逐年上升,多元化的应用场景也在不断拓宽,智能家居、管道检测、车联网、智能制造中都会大量使用压力传感器。

同时,多传感器协同的情况也会普遍地出现在各种智能产品中,通过多传感器的融合与协同,提升了信号识别与收集的效果,也提高了智能设备的集成化程度,节约了内部空间。相信在未来,物联网时代,压力传感器的应用会越来越多。

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