傳感器技術(shù)和市場發(fā)展趨勢

滕春梅

一、傳感器的范圍和傳感器市場范圍

傳感器經(jīng)常作為自動化產(chǎn)品的一部分，以元件、器件、部件等形式出現(xiàn)在市場上，所以傳感器的范圍不是很明確。但由于它的功能獨(dú)特且不可或缺，很受人們重視。

GB7665-87國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，傳感器（transducer/sensor）的定義為：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，其中敏感元件是指傳感器中能直接感受和響應(yīng)被測量的部分，轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和測量的電信號部分。被測量是什么？一般理解為非電量或理解為物理量、化學(xué)量、生物量等；可用輸出信號是什么？一般也理解為電信號，即模擬量的電壓、電流信號（連續(xù)量）和離散量的電平變換的開關(guān)信號、脈沖信號?，F(xiàn)代按照信息理論理解被測量的輸出信號應(yīng)包括多種信息，除上述信號外，還包括聲音、圖象、味覺、觸覺、空間位置等，按照控制理論理解傳感器應(yīng)包括檢測以外的識別、檢索、偵察、尋找、跟蹤、選擇拾取、判斷等功能。IEC定義傳感器是測量系統(tǒng)中將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量信號的一種前置部件。并有人把傳感器和傳感器系統(tǒng)概念分開，即認(rèn)為傳 感器是傳感器系統(tǒng)的敏感元件。更有人把傳感器界定為器件（稱為傳感器件）傳統(tǒng)的以彈性元件、光學(xué)元件等為基礎(chǔ)的傳感器也在向微小型方向發(fā)展。傳感器產(chǎn)業(yè)還與新材料、新工藝、新的制造設(shè)備等聯(lián)系在一起，所以傳感器產(chǎn)業(yè)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，它的產(chǎn)品應(yīng)用市場除軍用外，可分為工業(yè)與汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品、專用設(shè)備四大類。所以，人們把目前興起的圖像傳感器（成像技術(shù)）、RFID射頻識別、納米材料應(yīng)用、微型機(jī)器人等均納入傳感器市場范圍，就不足為怪了。

關(guān)于傳感器的分類方法很多，而且互相交叉，一般以被測量參數(shù)來分米和以測量原理兩種分類為主：

被測量參數(shù)分類可分為溫度、壓力、流量、位移、速度、加速度、粘度、濕度等傳感器，又除去模擬量以外，還有離散量（開關(guān)等）傳感器等。

按測量原理分類可分為根據(jù)電阻定律的電位計(jì)式、應(yīng)變式傳感器，根據(jù)變磁阻原理的電感式、差動變壓器式、電渦流式傳感器，根據(jù)半導(dǎo)體理論的半導(dǎo)體力敏、熱敏、光敏、氣敏等固態(tài)傳感器。

目前，常用的傳感器名稱是以上兩種的綜合，以用途為主，如力敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、加速度傳感器、生物傳感器等。近來形成的有光傳感器、光電傳感器、圖像傳感器、光纖傳感器、多功能傳感器、仿生傳感器等。目前國內(nèi)傳感器共分10大類，24小類，6，000多個(gè)品種，美國約17，000種傳感器。

二、傳感器市場和市場走向

我國傳感器市場的增長率超過15%，2003年銷售額為186億元人民幣，2006年銷售額為283億元人民幣，預(yù)計(jì)2007年為325億元人民幣，2008年為374億元人民幣。我國傳感器4大類中，工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品占市場份額的33.5%，工業(yè)傳感器市場中，國外廠商西門子、霍尼韋爾、橫河、歐姆龍、邦納等公司占有較大份額，國內(nèi)廠商雖然有了較大發(fā)展，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能跟上形勢的要求。

研發(fā)方面，美國約有1，300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家，100多個(gè)研究院所和院校，日本有800家廠商。我國近年建立了傳感器技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米/納米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人國家重點(diǎn)試驗(yàn)室等研發(fā)基地，初步建立了敏感元件和傳感器產(chǎn)業(yè)，目前我國已有1，688家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，其中從事MEMS研發(fā)的有50多家，2000年敏感元件和傳感器總產(chǎn)量超過13億只，到“十五”末期產(chǎn)量達(dá)到20億只。

以下分力敏、濕敏、磁敏、氣敏及其它幾方面來對傳感器市瀏覽一番。

力敏傳感器方面有美國MEAS傳感器公司、艾莫迪公司、MSI傳感器公司、長野計(jì)器集團(tuán)、GE工業(yè)集團(tuán)傳感器與測量部、德國科隆公司、恩德福克公司、沈陽儀器儀表科學(xué)院研究院、昆山雙橋傳感器測控技術(shù)公司、南京京華科技有限公司、麥克傳感器公司、沈陽市傳感器研究所等。其中MEAS公司展出了11大門類傳感器；長野公司壓力傳感器為全世界同類產(chǎn)品4大供應(yīng)商之一，占全球市場的20%，歐洲市場的30%；艾莫迪公司生產(chǎn)的MEMS壓阻壓力芯體測壓范圍1/4 in ch h20～150psi，可提供uV、放大（4v）或數(shù)字輸出，具有3種不同的濕度補(bǔ)償范圍；沈陽儀表科學(xué)研究院在SOI傳感器制造技術(shù)上有重大突破，解決了在0.2mm厚度的磁單晶層內(nèi)制造具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻技術(shù)，敏感器件的典型工作溫度可達(dá)-55℃～+300℃，該院還研制成功新型工業(yè)用電容差壓傳感器、磁壓復(fù)合壓力傳感器、高溫壓力傳感器；昆山雙橋傳感器公司的SQPS-A100系列胎壓傳感器芯片，用于輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，使壓阻式壓力傳感器芯片進(jìn)入了車用傳感器市場。

濕敏傳感器主要有電阻式、電容式兩大類，奧地利益加義公司是歐洲最大的溫、濕度和風(fēng)速傳感器生產(chǎn)廠之一，該公司的溫濕度變送器和雙壓法濕度發(fā)生器分別獲得了中國國家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的“計(jì)量器具形式批準(zhǔn)證書”。此外，還有瑞士羅卓尼克公司、英國密析爾儀表公司、韓國Vinostech公司、齊齊哈爾科達(dá)敏感儀器廠等。磁敏傳感器主要有露爾傳感器和磁阻傳感器兩大類。精量電子（深圳）有限公司是美國MEAS傳感器公司在中國的全資子公司，生產(chǎn)磁敏傳感器、霍爾編碼器、智能交通傳感器等產(chǎn)品；北京聯(lián)科創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司代理多家外國磁原理傳感器等產(chǎn)品；沈陽匯博思賓尼斯傳感器技術(shù)有限公司是沈陽儀表科學(xué)研究院與美國Spimix公司合資企業(yè)，有霍爾元件、磁阻元件等產(chǎn)品。

氣敏傳感器主要產(chǎn)品包括可燃性氣敏傳感器，CO、H2S、NH3、SO2、Cl2、NO、NO2等毒性氣敏傳感器，氧傳感器、溶氧傳感器，CO2傳感器等。相關(guān)廠家有英國城市技術(shù)公司、北京易盛泰和科技公司、上海哈德威儀表公司、深圳富安達(dá)智能科技公司、深圳新世聯(lián)科技公司、鄭州煒盛電子科技公司。其中富安達(dá)公司是瑞士membrapor電化學(xué)氣體傳感器、德國IT公司電化學(xué)氣體傳感器、美國PNI磁通傳感器，日本FIS半導(dǎo)體氣體傳感器中國代理，從事安防產(chǎn)品的經(jīng)營；新世聯(lián)公司是光元神電子公司在中國的DEM廠商服務(wù)的產(chǎn)品銷售和技術(shù)支持公司，代理產(chǎn)品有英國ALPHASENSE電化學(xué)氣體傳感器、日本Figaro半導(dǎo)體氣體傳感器等；鄭州煒盛公司有年生產(chǎn)能力100萬只氣敏元件生產(chǎn)線，形成了系列化的氣體傳感器產(chǎn)品，產(chǎn)品投放市場多年，使用于工業(yè)/民用可燃?xì)怏w探測領(lǐng)域。

其它還有濕敏傳感器、電量隔離傳感器、磁致伸縮位移傳感器、渦街流量傳感器等，其中電量隔離傳感器是以電流、電壓、頻率、功率、相角、功率因素等電參量為測量對象，具有拾取、調(diào)理、隔離、安全、匹配等功能，滿足了計(jì)算機(jī)自動檢測、自動控制系統(tǒng)和各種現(xiàn)代化設(shè)備的需要，已形成了一個(gè)新興的產(chǎn)品，生產(chǎn)電量隔離傳感器的廠家有：西南自動化研究所、綿陽市維博電子有限責(zé)任公司、深圳圣斯?fàn)栯娮蛹夹g(shù)有限公司。

國內(nèi)傳感器制造業(yè)人士正大力投入資金，以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，加速傳感器產(chǎn)業(yè)化，爭取近年內(nèi)使中國市場上國產(chǎn)的傳感器和儀表元器件的品種占有率達(dá)到70～80%、高檔產(chǎn)品達(dá)到60%以上。endprint