- 傳感器是根深蒂固的電子產品的關鍵因素
- 來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2020/11/16
隨著微處理器,嵌入式系統(tǒng)和其他模塊(尤其是微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器)的小型化,電子傳感器正以非?斓乃俣劝l(fā)展。許多嵌入式傳感器已合并到傳統(tǒng)和現有的傳感器節(jié)點平臺中。這些嵌入式傳感器節(jié)點通常是物理上較小且相對便宜的計算機,每個計算機都有一組傳感器或執(zhí)行器。嵌入式傳感器實際上是放置在物理現實世界中與周圍環(huán)境交互的嵌入式計算機的一部分。隨著傳感器和軟件組件方面的現代硬件進步,嵌入式傳感器已成為嵌入式計算的活躍且不斷發(fā)展的領域,人們可以看到其在許多領域的不斷擴展的應用。物聯網平臺可使用各種傳感器運行并提供各種情報和數據。它們用于收集數據,推送數據并與連接的設備的整個網絡共享數據。所有這些收集的數據使設備能夠自主運行,并且整個生態(tài)系統(tǒng)每天都在變得“更智能”。
醫(yī)療設備今天用于診斷,監(jiān)測或治療疾病,或為身體殘障人士提供支持。各種類型的傳感器用于醫(yī)療應用,包括溫度探頭,腎臟透析機中的力傳感器,麻醉輸送系統(tǒng)中的氣流傳感器以及輸液泵和睡眠呼吸暫停機中的壓力傳感器。植入式起搏器是一種實時嵌入式傳感器系統(tǒng),可向心肌傳遞同步的節(jié)律電刺激,以維持有效的心律。傳感器科學與工程實際上涉及生活的各個方面,包括安全,保安,監(jiān)視,監(jiān)視和一般的意識。傳感器對于用于過程控制,監(jiān)視和安全的工業(yè)應用至關重要。
今天的傳感器和探測器在確保核電站工作人員的安全方面發(fā)揮著重要作用。核粒子傳感器已經被開發(fā)用來探測輻射類型。現在有各種各樣的固態(tài)傳感器,而不是用于探測核粒子的管和室。利用硅、鍺、鎘、碲化鋅等材料,固態(tài)傳感器直接將入射輻射轉換為電流。這些傳感器具有高能量分辨率,這使得它們適合于探測精確的輻射能量。使用硅針光電二極管可以檢測到阿爾法、貝塔、伽馬和x射線的輻射。
α射線,β射線和γ射線以及中子是電離輻射的最常見形式。核電廠的工人接受低劑量的輻射。原子能管理委員會(AERB)指出,暴露于高水平的電離輻射下會導致癌癥,因此規(guī)定了工人的輻射劑量限值。印度核電有限公司(NPCIL)制定了嚴格的程序,以保持對工人的輻射劑量在限制范圍內。因此,要定期記錄和監(jiān)控工人接收的輻射劑量。
在汽車領域,安全性,快速識別,及時采取行動,可靠的通知和警告消息對自動駕駛汽車至關重要。這些由用于自動駕駛車輛的嵌入式MEMS傳感器進行監(jiān)控。嵌入式傳感器系統(tǒng)包括攝像頭,雷達,基于光的雷達(LiDAR)系統(tǒng),超聲傳感器,輪速傳感器和全球定位系統(tǒng)(GPS)。
攝像機和雷達系統(tǒng)確實為所有自動化水平發(fā)揮了先決條件。攝像機使用圖像傳感器提供諸如速度,距離以及障礙物和運動物體輪廓的信息。自動駕駛汽車使用后置,前置和360度攝像頭。攝像頭可幫助駕駛員更好地表示車輛周圍的環(huán)境。通常,需要四到六個攝像機才能獲得逼真的3D圖像。前置攝像頭系統(tǒng)用于自動檢測100-250米范圍內的物體。攝像機中的算法可以識別行人,機動車輛,邊條,路邊等。這些還可以檢測交通標志和信號。即使陽光直射到相機鏡頭上,也需要相機具有良好的動態(tài)范圍以提供清晰的圖像。
行業(yè)參與者如今,他們正在增強其壓力傳感器產品組合,以提高其在各個行業(yè)的運營能力,從而推動市場增長。傳感器在市場上的升級非?臁崟r監(jiān)控機器參數和設備的目的是要進行預測性維護,此外,由于工廠車間自動化水平的提高,傳感器的應用領域也在普遍增長。IO-Link技術是數字技術,已得到幾乎所有行業(yè)的認可,在該行業(yè)中,IO-Link技術希望克服模擬系統(tǒng)的傳統(tǒng)挑戰(zhàn),例如EMC問題/信號丟失等,這在模擬信號中非常常見。與模擬系統(tǒng)相比,該技術將降低總成本。它將積極地將來自傳感器的大信息帶入IoT接口,直接以及PLC。
技術專家希望傳感器能夠與最新的通信協(xié)議完美匹配,并且能夠以適中的價格在高溫,高壓和各種環(huán)境(例如水下,太空等)中工作。當涉及到傳感器對預測和預防未來事件的貢獻時,它受事件數據/歷史的支配,需要對其進行評估以分析任何環(huán)境的當前狀態(tài),從而得出有關以下方面的結論:惡化水平。
傳感器是任何自動化系統(tǒng)的眼睛和耳朵。因此,任何系統(tǒng)的準確性和功效都嚴重取決于傳感器的規(guī)格。傳感器從基于機械原理開始,到現在甚至已經在無線技術上建立。它們正以越來越多的技術為導向,具有最新功能,例如無線傳感,IO-Link等。此外,隨著工業(yè)4.0的到來,傳感器的作用將變得越來越重要。在每個點都將需要智能傳感器,并且所需信息將從GO / NO-GO輸入增加到來自舞臺上每個點的詳細數據的全新維度。
隨著對滿足5G基礎設施下物聯網需求的傳感器技術進步的需求不斷增長,傳統(tǒng)的MEMS傳感器正面臨著新一輪的發(fā)展。從MEMS制造技術開始,這是所有傳感器實際生產的基礎,在制造這些新穎的傳感器時,已經提出并演示了新的制造方法。就物聯網的應用而言,三種主要類型的MEMS傳感器將隨著工作頻率的提高而在幾乎所有地方廣泛使用。
今天,許多傳感器的開發(fā)正在進行中。在未來幾年,要保持所有發(fā)展和可能性的最新記錄,事情將變得更具挑戰(zhàn)性。COVID-19以及其他病毒性疾病與多種生理變化有關,可以使用可穿戴式傳感器進行監(jiān)測。來自心律的許多指標,例如心率(HR),心率變異性(HRV),靜息心率(RHR)和呼吸頻率(RR),可以用作COVID-19 感染的潛在標志,并且已經通過可穿戴設備進行測量設備。由于集成了多個測量,因此這些指標的總信噪比(SNR)高于單獨的單個原始信號,因此具有更高的預測價值。
種子技術目前正在開發(fā)中,以實現遠景,其中包括智能系統(tǒng),這些系統(tǒng)具有自我監(jiān)控,自我校正和修復以及自我修改或變形的功能,與眾生不同。系統(tǒng)看到(光子技術),感覺(物理測量),氣味(電子鼻),聽到(超聲波),思考/交流(智能電子和無線)和移動(集成有執(zhí)行器的傳感器)的能力正在不斷提高。迅速發(fā)展,并為傳感器提供了令人興奮的未來。
將傳感器集成到智能設備和系統(tǒng)中已提高了在本地級別上測量,分析和聚合數據的能力。自主連接的傳感器能??夠選擇性地采樣和測量許多物理屬性;诠潭ń尤牒蜔o線網絡不斷增強的功能,智能傳感器的發(fā)展允許收集原始數據,這些原始數據被處理成信息并通過網絡連接進行傳輸,使其成為當今精細電子產品的重要組成部分。
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