什麼是傳感器？—傳感器的分類

傳感器-顧名思義，能給我們傳遞一些信息的元件。利用一些比較敏感的材料，把它所感知到的信息轉化成電信號或其他信號供我們利用，處理。傳感器的定義是：“能感受規定的被測量件並按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置”。

比如說，我們最常見聲控燈，光控燈，就是根據聲音或光的強度，做出處理。常見的還有電子秤，一般由秤體、稱重傳感器、稱重顯示儀表、機械傳力及限位機構等幾部分組成。

傳感器的特點包括：微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

傳感器的存在和發展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。因此它是物聯網工程中，用於採集信息的重要組成部分。

通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

傳感器的特點

線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關係曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程範圍內實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。

靈敏度：靈敏度是傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。

遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對於同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。

重複性：重複性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。

漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結構參數；二是周圍環境（如溫度、溼度等）。

分辨力：當傳感器的輸入從非零值緩慢增加時，在超過某一增量後輸出發生可觀測的變化，這個輸入增量稱傳感器的分辨力，即最小輸入增量。

閾值：當傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時，在達到某一值後輸出發生可觀測的變化，這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。

傳感器的應用

傳感器可以測量或感知特定物體的狀態和變化，並轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息，被廣泛應用在消費電子、自動駕駛、工業等領域。

傳感器在汽車工業的應用

汽車傳感器是信息採集分析的前端系統，汽車中應用的MEMS傳感器超過了50顆。一般有兩種類型：一個是車身感知，包括壓力、流量、加速度傳感器和陀螺儀等，合計佔整車傳感器的比重超過95%；另一個是環境感知，包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭和紅外夜視等智能傳感設備。

傳感器在智能家居領域的應用

傳統傳感器在智能家居領域依舊存在著一些侷限性，如組網開銷成本巨大。隨著無線傳感器網絡技術的發展與成熟，無線傳感器網絡產品開始憑藉自身獨特的優勢，開始逐步替代傳統有線傳感器產品，並滲入到智能家居領域的各個環節，成為市場上的新興熱點。

傳感器在消費電子領域的應用

消費電子是傳感器最大的市場，以智能手機等各類智能設備為代表，國內智能手機行業發展仍然處在一個黃金期，所以足以帶動MEMS及傳感器產業持續深入——2014年一款手機上的傳感器數量大約在12個左右，2021年預計將達到20顆；

傳感器在工業領域中的應用

在自動化生產線，各個組成環節都需要傳感器進行監控，並把數據反饋給控制中心，以便對出現異常節點進行及時干預，保證工業生產正常進行。作為“感知系統”，傳感器在工業領域中，是實現智慧工廠必不可少的部分。

傳感器在工業機器人上應用的更加廣泛。目前，在勞動強度大或危險作業的場所，已逐步使用機器人取代人的工作。一些高速度、高精度的工作，由機器人來承擔也是非常合適的。但這些機器人多數是用來進行加工、組裝、檢驗等工作，屬於生產用的自動機械式的單能機器人。但在這些機器人身上僅採用了檢測臂的位置和角度的傳感器。

要使機器人和人的功能更為接近，以便從事更高級的工作，要求機器人能有判斷能力，這就要給機器人安裝更多類別的傳感器，特別是視覺傳感器和觸覺傳感器，使機器人通過視覺對物體進行識別和檢測。

通過觸覺對物體產生壓覺、力覺、滑動感覺和重量感覺，這類機器人被稱為智能機器人。它不僅可以從事特殊的作業，而且一般的生產、事務和家務，全部可由智能機器人去處理，這是現在發展機器人的主要研究對象之一。

我國傳感器行業發展趨勢分析——利好政策推動行業快速發展

2017年5月，工信部發布了《智能傳感器產業三年行動指南(2017-2019年)》，聚焦智能終端、物聯網、智能製造、汽車電子等重點應用領域，有效提升了中高端產品供給能力，推動了我國智能傳感器產業加快發展。

總體目標是：到2019年，我國智能傳感器產業取得明顯突破，產業生態較為完善，湧現出一批創新能力較強的國際先進企業，技術水平穩步提升，產品結構不斷優化，供給能力有效提高。主要涉及3個方面：一是產業規模快速壯大；二是創新能力顯著增強；三是生態體系基本完善。在國家政策的大力支持下，本土傳感器企業有望提升技術從而攝取更多的市場份額。

2017年12月，工信部印發了《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(2018-2020年)》，明確提出要重點發展智能傳感器等相關產業，智能傳感器技術產品實現突破，支持微型化及可靠性設計、精密製造、集成開發工具、嵌入式算法等關鍵技術研發，支持基於新需求、新材料、新工藝、新原理設計的智能傳感器研發及應用。

到2020年，壓電傳感器、磁傳感器、紅外傳感器、氣體傳感器等的性能顯著提高，信噪比達到70dB、聲學過載點達到135dB的聲學傳感器實現量產，絕對精度100Pa以內、噪音水平0.6Pa以內的壓力傳感器實現商用，弱磁場分辨率達到1pT的磁傳感器實現量產。在模擬仿真、設計、MEMS工藝、封裝及個性化測試技術方面達到國際先進水平，具備在移動式可穿戴、互聯網、汽車電子等重點領域的系統方案設計能力。

傳感器未來市場大有可為

1.物聯網產業發展

一般來說，物聯網在結構上通常劃分為感知層、網絡層和應用層三個部分。其中，感知層作為數據採集的源頭，是物聯網實現的基礎。在感知層，最重要的組件就是各種各樣的傳感器。

在物聯網產業的推動下，智能手機、可穿戴、虛擬現實、智能硬件、視頻交互與安防監控、機器人、3G/4G通信技術的普及，5G技術的探索應用，以及它們與家居生活的互聯互通，都為人們打開了全新的空間與嶄新的用戶體驗感，這些都是傳感器應用的熱點領域。

在工業領域，智能化工廠、數字化工廠同樣需要海量的智能設備，大數據的應用、遠程監控等方式的普及應用也都對設備的數據採集和傳輸提出了新的要求。在這樣的背景下，傳感器的使用不僅是實現智能化生產、智能化工廠的關鍵，更是推動企業實現智能製造，擁抱即將或已經到來的物聯網時代的先決條件。

2.產業呈現集群化發展

目前我國傳感器企業正努力追趕國外企業，並出現了區域性的傳感器企業集群。當前傳感器的生產企業主要集中在長三角地區，並逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、瀋陽和西安等中心城市為主的區域空間佈局。其中，主要傳感器企業有接近一半的比例分佈在長三角地區，其他依次為珠三角、京津地區、中部地區及東北地區等。

長三角區域逐漸形成了包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產體系及產業配套；珠三角區域形成了以熱敏、磁敏、稱重、超聲波為主的傳感器產業體系；東北地區主要生產MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、溼度傳感器；京津區域及中部地區則以產學研緊密結合的模式發展，主要集中於新型傳感器的研發創新。

3.車用傳感器市場發展迅速

電動車市場起飛，人工智能深度學習運算也讓自駕車可望成真，全球一線車廠近年來除了積極投入電動車或電動混合車的開發，也投下龐大資源布建先進駕駛輔助系統(ADAS)，目的就是要自駕車時代早點到來。近幾年電動車及自駕車蓬勃發展，雖然全球汽車銷售量在未來幾年成長仍然有限，但車用傳感器及微機電(MEMS)市場成長正在加速。

未來的藍海之星 | 鈦深科技

作為我司明星項目之一，鈦深科技（深圳）有限公司成立於2018年2月，是一家高科技型初創企業，前身為美國TacSense Inc.，研發並擁有全球首創的FITS（Flexible Iontronic Sensing：柔性離電子觸覺傳感技術），率先通過提供超高靈敏度及超強抗噪性能的觸覺傳感器、柔性人機交互界面以及可穿戴健康監測技術來解決目前市場上對於高精度、大陣列、超柔性的觸覺傳感需求，致力於解決其在醫療、消費電子、機器人及智能汽車等領域的應用。鈦深科技總部位於中國深圳，在中國北京設有辦事處，在美國加州設有研發中心。

目前研發情況

鈦深科技與中國科學院深圳先進技術研究院以及加州大學戴維斯分校都保持長期地、穩定地合作，且與加州大學研究所簽有獨家技術轉移框架協議。該團隊由十幾位海外/國內高水平院校博士/博士後組成，由創始人潘挺睿教授統一領導，從仿生觸覺傳感技術的源頭創新提供源源不斷的技術支持，始終保持著世界領先水平，這其中包括仿生微納材料的研發、微納精密加工及封裝、傳感技術與神經接口、機器人自動控制以及圖像識別算法等領域，構成了一個完整的觸覺傳感體系。同時，項目團隊還與包括中國科學技術大學、上海交通大學、復旦大學、浙江大學、北京航空航天大學等一流院校保持著緊密項目合作與學術交流。

未來研發方向

離子橡膠、離子紙和離子皮：適用於機器人領域的低成本後裝方案，使能人機交互在視覺和語音之外的觸覺交互；樣機已經完成，在進行量產測試準備，預計面市時間為1年左右。

自帶柔性電池的柔性傳感器：真正完整的全柔性方案、適合於穿戴和醫療監測等領域，目前完成原型設計，預計面市時間為2年左右。

鈦深科技後續將針對壓力應變片場景去切入競爭對手市場，如手機；這是因為壓力應變片較厚，較貴，單點面積較大；不利於集成到尤其是體積要求高的消費電子類產品裡面。

鈦深還將推出融合類傳感器，即與其他傳感器如溫度、PPG模組進行集成，從而能夠實現對人體多維度的監護，以及更高準確度的PPG信號監測。

下游應用情況

結語

傳感器未來傳感器將被安裝在越來越多的設備中，從可穿戴設備到專用傳感器的一切都將把人們環境中的觀察結果與計算平臺聯繫起來。業內專家的估計是，“在未來六年中，物聯網設備的總數以及可能的傳感器數量將在未來六年內翻三番，目前大約有250億個設備，到2025年將增長到750億個設備。”