未來,進入萬物互聯、萬物智聯時代,芯片和5G(6G)技術都是十分重要的科技。但這些重要的技術,都離不開傳感器,它即使是一件不起眼的設備,卻是未來十大科技之首。
既然傳感器是未來最需要發展的科技,那它究竟是一項什麼技術?有什麼樣的重要性呢?目前國内的發展怎麼樣?本文就帶大家了解一下此項技術。
什麼是傳感器技術?國内标準定義:能感受被測量,并按照一定的規律轉換成可用輸出信号的器件或裝置。簡單來說傳感器就是一種感應和轉化的設備,它能将檢測到的溫度、聲音、光線等信息,然後将它們轉化為機器上面的電流、電壓等。
它的作用
可以讓生産出來的機器實現智能化,讓機器把被測的物理量、化學量、生物量等轉換成符合需要的電量,變成我們需要的視覺、感觸、聽覺效果。比如,現今的智能手機,加入傳感器後,他能實現拍照、打電話、玩遊戲、指紋解鎖等功能。
傳感器如何實現智能手機的功能
手機通過傳感器捕捉到自然環境的相關信息,然後把它們轉化成電流,我們就可以在手機裡操作相關功能。比如:拍照功能,圖像傳感器檢測鏡頭捕捉到物體的光線,會把這些光線轉化成電信号,再經過手機芯片的處理和顯示,我們就能看到拍到的照片樣子。
除了圖像傳感器之外,手機上還有不同的傳感器,這些可以把說話的聲音、手指的壓力等轉化成電量,實現手機通話、語音以及指紋解鎖等功能。因此,可以說如果沒有傳感器,就沒有現在的智能化手機,無法感知外部環境的聲音、圖像、力量等。
所以說,傳感器就是智能産品的“五官”,它就是用來轉化成電信号的。
未來傳感器技術的重要性
全球業界稱為:傳感器、計算機、通信技術是現代信息技術的三大基礎。而業内預計,未來傳感器的重要性會逐漸超過其他兩個,因為它是未來物聯網的核心技術,它正在改變着世界。
為什麼說它能改變世界?
傳感器改變世界從很早以前就開始了,遠的可以算上指南針(物理傳感器),它的影響就不用再細說,大家都知道。就說近代史上的,從20世紀開始,傳感器技術就在不斷地更新叠代,并且對世界的影響越來越大。
20世紀50年代
第一代結構傳感器誕生了,當時的電阻式傳感器就是一個代表,它屬于第一次工業批量生産的傳感器。隻不過這種傳感器産品比較簡單,例如體重計,就是一個簡單的金屬電阻式結構,重物放上去後,傳感器通過金屬導電,就顯示出重量。
雖然說這一代傳感器很簡單,它是純粹的壓力感知,但是我們每個人都會使用到的。比如,從自己出生開始,醫院就需要給你稱體重,可以說從小時候,傳感器就影響着我們的生活。
20世紀70年代
傳感器應用在這個時段開始,慢慢融入各行各業,也是從此刻開始形成了第二代傳感器。就比如:手機圖像傳感器中的核心元件光敏傳感器,有了它才能構成手機拍照超過了數碼相機,其他的功能不用再贅述其重要性了。因為,智能手機現在沒有人能離開它,已經很能顯示它的重要性了。
而且,在第二代中,傳感器出現了多元化的發展。比如,把有溫度的熱量轉化成電信号,聲音出現的其他的物理特性也可以轉化成電信号。因此,這個時期傳感器的材料從金屬發展到半導體、電解質、磁性材料等各種固體材料,由一個敏感元件和轉換元件組成。
不僅種類多,而且功能也越來越多,舉個最簡單的例子:智能家具,現在就有聲音感應、感光的、觸屏的等,用的都是不同的傳感器。還比如,高科技毫米波雷達、紅外線雷達等,也是有不同的傳感器。這些傳感器又做成了很多種的檢測設備,也被應用到各個領域,這就比第一代傳感器應用得更廣泛了
新世紀的智能傳感器芯片
随着傳感器的相關功能需求越來越多,各種功能不斷地增加,一個設備裡面可能要求有多種功能,這個時候可能一台設備就需要安裝多種傳感器。為了解決這個問題,科技人員就想到了,把多種傳感器重組集成到同一個傳感器上。它集合了光、壓力、溫度等多種傳感器集成的,形成了一種多功能的集成傳感器。
既然,集成傳感器可以制造出來,科技人員又想到,把傳感器和其他高科技(例如芯片)再結合一下,讓傳感器性能變得更加智能化,于是就出現了智能傳感器芯片。第三代傳感器組合了傳感器、小芯片等元件,可以讓傳感器不僅能感應和轉化電量,還能使處理信号的性能得到大幅度的提升。
具體的提升表現,舉個例子就清楚,比如:拍照設備,用傳感器與處理器組合成感光芯片,不僅能提高像素,還提升了處理圖案的能力。而傳感器的出現,讓數碼相機很快就替代了膠卷相機,最終,随着科技的發展,手機又取代了數碼相機。
而且,智能傳感器技術的發展,它不僅改變了拍照方式,還讓我們的社會、生活都變得更智能化了。
總結
最新一代集成傳感器的出現,把傳感器推向了新的高度,此時的傳感器到底有多重要,已經完全展現出來了。因此,它是在慢慢地改變着世界,改變着我們的生活,未來它将更加的重要。
國内的傳感器技術發展速度飛快
随着國産傳感器數十年的發展,已經有了質的飛躍,上下遊之間的匹配度越來越高。目前中國傳感器技術專利申請量上升至全球第三,我國在傳感器技術研究方面,正在逐漸縮小與國外的差距。
另外,國内設計技術、材料控制技術、生産技術以及測試技術不斷發展成熟,量産能力正在逐步提高。另外國内基于MEMS(微機電系統)技術的新型傳感器,也逐步應用在各個領域,也增加了國内企業的競争力。
國内正在加速産業化規模,增加傳感器的品種,以及提高産品質量。不久,國産傳感器的品種占有率可達到80%左右,高檔産品達60%以上。未來,相信國内傳感器技術肯定能脫穎而出,達到世界領先水平。
結束語
傳感器相當于沉睡系統的眼睛和小腦,可以收集信息,甚至自己處理一些問題,不能處理的再交給城市大腦來決定。因此,傳感器一定是很重要的技術,它就是連接任何智能化的橋梁,誰能支配傳感器,就能支配未來。
對此,你認為是這樣麼?或者說,你認為未來最重要的科技是什麼呢?
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