傳感器技術和市場發展趨勢

滕春梅

一、傳感器的范圍和傳感器市場范圍

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

GB7665-87國家標準中規定，傳感器（transducer/sensor）的定義為：能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成，其中敏感元件是指傳感器中能直接感受和響應被測量的部分，轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉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（連續量）和離散量的電平變換的開關信號、脈沖信號。現代按照信息理論理解被測量的輸出信號應包括多種信息，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中將輸入變量轉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概念分開，即認為傳 感器是傳感器系統的敏感元件。更有人把傳感器界定為器件（稱為傳感器件）傳統的以彈性元件、光學元件等為基礎的傳感器也在向微小型方向發展。傳感器產業還與新材料、新工藝、新的制造設備等聯系在一起，所以傳感器產業是一個產業鏈，它的產品應用市場除軍用外，可分為工業與汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品、專用設備四大類。所以，人們把目前興起的圖像傳感器（成像技術）、RFID射頻識別、納米材料應用、微型機器人等均納入傳感器市場范圍，就不足為怪了。

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

被測量參數分類可分為溫度、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（開關等）傳感器等。

按測量原理分類可分為根據電阻定律的電位計式、應變式傳感器，根據變磁阻原理的電感式、差動變壓器式、電渦流式傳感器，根據半導體理論的半導體力敏、熱敏、光敏、氣敏等固態傳感器。

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。目前國內傳感器共分10大類，24小類，6，000多個品種，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，預計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，工業和汽車電子產品占市場份額的33.5%，工業傳感器市場中，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，國內廠商雖然有了較大發展，但遠遠不能跟上形勢的要求。

研發方面，美國約有1，300家生產和開發傳感器的廠家，100多個研究院所和院校，日本有800家廠商。我國近年建立了傳感器技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室、機器人國家重點試驗室等研發基地，初步建立了敏感元件和傳感器產業，目前我國已有1，688家從事傳感器的生產和研發的企業，其中從事MEMS研發的有50多家，2000年敏感元件和傳感器總產量超過13億只，到“十五”末期產量達到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、長野計器集團、GE工業集團傳感器與測量部、德國科隆公司、恩德?？斯?、沈陽儀器儀表科學院研究院、昆山雙橋傳感器測控技術公司、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品4大供應商之一，占全球市場的20%，歐洲市場的30%；艾莫迪公司生產的MEMS壓阻壓力芯體測壓范圍1/4 in ch h20～150psi，可提供uV、放大（4v）或數字輸出，具有3種不同的濕度補償范圍；沈陽儀表科學研究院在SOI傳感器制造技術上有重大突破，解決了在0.2mm厚度的磁單晶層內制造具有壓阻效應的敏感電阻技術，敏感器件的典型工作溫度可達-55℃～+300℃，該院還研制成功新型工業用電容差壓傳感器、磁壓復合壓力傳感器、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，用于輪胎壓力監測系統，使壓阻式壓力傳感器芯片進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、濕度和風速傳感器生產廠之一，該公司的溫濕度變送器和雙壓法濕度發生器分別獲得了中國國家技術監督局頒發的“計量器具形式批準證書”。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，生產磁敏傳感器、霍爾編碼器、智能交通傳感器等產品；北京聯科創業科技發展有限公司代理多家外國磁原理傳感器等產品；沈陽匯博思賓尼斯傳感器技術有限公司是沈陽儀表科學研究院與美國Spimix公司合資企業，有霍爾元件、磁阻元件等產品。

氣敏傳感器主要產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。相關廠家有英國城市技術公司、北京易盛泰和科技公司、上海哈德威儀表公司、深圳富安達智能科技公司、深圳新世聯科技公司、鄭州煒盛電子科技公司。其中富安達公司是瑞士membrapor電化學氣體傳感器、德國IT公司電化學氣體傳感器、美國PNI磁通傳感器，日本FIS半導體氣體傳感器中國代理，從事安防產品的經營；新世聯公司是光元神電子公司在中國的DEM廠商服務的產品銷售和技術支持公司，代理產品有英國ALPHASENSE電化學氣體傳感器、日本Figaro半導體氣體傳感器等；鄭州煒盛公司有年生產能力100萬只氣敏元件生產線，形成了系列化的氣體傳感器產品，產品投放市場多年，使用于工業/民用可燃氣體探測領域。

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、調理、隔離、安全、匹配等功能，滿足了計算機自動檢測、自動控制系統和各種現代化設備的需要，已形成了一個新興的產品，生產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任公司、深圳圣斯爾電子技術有限公司。

國內傳感器制造業人士正大力投入資金，以增加品種、提高質量和經濟效益為目標，加速傳感器產業化，爭取近年內使中國市場上國產的傳感器和儀表元器件的品種占有率達到70～80%、高檔產品達到60%以上。endprint