起源、发展历史

传感器的起源可以追溯到人类最早的测量工具,如温度计、压力计、度量衡等。这些工具都是利用物质的某些物理性质(如热胀冷缩、弹性变形、比重差异等)来反映被测量物体的信息,并通过人眼或其他辅助设备来读取。这些原始的传感器虽然只能测量一些基本的物理量,而且精度和可靠性都不高,但为后来传感器技术的发展奠定了基础。

根据不同的技术特征和应用领域,传感器的发展可以分为以下几个阶段:

▶ 机械化时代(人类出现-1870年前后):这一时期出现了最早的机械式传感器,如指南车、骨尺、天平、日晷仪、地动仪等。这些传感器都是利用机械结构和运动原理来实现检测功能,主要应用于方向、长度、重量、时间和地震等方面。

▶ 电气化时代(1870年-1940年):这一时期出现了最早的电气式传感器,如热电偶、磁电偶、光电管、光敏电阻、霍尔元件、磁阻元件等。这些传感器都是利用电学效应和电路原理来实现检测功能,主要应用于温度、电流、电压、光强、磁场等方面。

▶ 半导体化时代(1940年-1970年):这一时期出现了最早的半导体式传感器,如半导体热电偶、PN结温度传感器、集成温度传感器、声学温度传感器、红外传感器、微波传感器等。这些传感器都是利用半导体材料和集成电路技术来实现检测功能,主要应用于温度、光强、距离等方面。

▶ 微机械化时代(1970年-2010年):这一时期出现了最早的微机械式(MEMS)传感器,如微机械陀螺仪、微机械加速度计、微机械压力传感器等。这些传感器都是利用微机械技术和微加工技术来实现检测功能,主要应用于角速度、加速度、压力等方面。

▶ 智能化时代(2010年至今):这一时期出现了更先进的智能式传感器,传感器集成的功能日益丰富,不仅传统测量性能进一步提升,同时开始集成更多计算能力,将更多数据处理工作放在边缘端,减少对中心处理器的依赖,即“边缘计算”。

智能化时代前,传感器的发展更多关注于传感器原有功能的提升,传感器更像一个独立的个体。进入智能化时代后,下游应用场景的需求开始被更多考虑,传感器更多作为一个智能化系统的一部分开始发展。

这里需要注意,并不是进入智能化时代后,半导体化时代和微机械化时代下的传感器便不再发展了,各种技术路线的传感器依然处在不断迭代发展的过程中。传感器不仅在向内进行提升,同时在向外进行链接扩展。

总结起来,传感器在发展过程中体现出的主要趋势是多功能化、高性能化、低成本化、微型化,这也将是未来传感器的发展主要方向。

▶ 多功能化:传感器能够集成多种功能,如测量多种参数、处理数据、存储信息、通信交互等,提高了传感器的效率和灵活性。

▶ 高性能化:传感器能够提高测量的精度、灵敏度、稳定性和可靠性,降低测量的误差和干扰,满足更高的测量要求。

▶ 低成本化:传感器能够采用新型材料和新型工艺制造,降低生产成本和维护成本,实现大规模生产和应用。

▶ 微型化:传感器能够以更小的体积实现同水平的性能,可满足更多应用场景的体积需求。一般来说,体积越小也意味着量产后成本越低、实际使用中功耗越低。


0

推荐

  • QQ空间

  • 新浪微博

  • 人人网

  • 豆瓣

取消
技术支持: 湖南爱司网络科技有限公司