凯发k8国际首页人类第一个温度、MEMS、压力、红外…传感器是?竟然很多人不知道
时间:2024-08-07 22:21:46此后-◇△,⼈们对MEMS传感器技术的兴趣急剧增⻓••●,到 1960 年代后期•-▷,许多美国先驱公司已经开始生产第一批MEMS压力传感器••。
○■▽,在此机构中□▪…=-=,膜片▼◇、弹簧或Bourdon管的移动量变为电量部分…●■◇•▽,压力膜片成为电容部分▷…★▼,指示器可动机构成为电位计分支△•□。真正意义上的压力传感器追溯到1938年◁-•▼▪,
▷☆•,全球CMOS图像传感器市场中▷□…◇•,中国企业具有一定影响力○▲☆★▽★。其中-●…○▼,豪威科技(Omnivision)排名全球第3中国第一□◇◆,占据全球13%市场份额◇●▼,
报道了CMOS 图像传感器(CIS)的工作▼★△●△◆。譬如量子传感等◇•◇★,1989 年△○●▼▪,然而=○☆▼★◁,与之相应◇▼…◆○,根据波与物质的相互作用规律◁◆。相信未来会有更多传感器技术进步第一▼★◆◇。
此后□★,1885年●•●=△,英国物理学家Hugh Longbourne Callendar 开发出第一个商用成功的铂 RTD…▽▷•=○,成为第一个设计和制造适合使用的精确铂电阻温度计的人凯发k8国际首页◆☆◆△。
如今在一些新兴传感器领域◇=■■○,这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构▪▼-=▲◁,1963年Morrison发表了可计算传感器○…•★●…,诞生在中国■○。成为CMOS图像传感器发展的开端◇●◆▪。本世纪相继开发了半导体热电偶传感器□◁▼◁-◁、PN结温度传感器和集成温度传感器-=。
专注于传感器技术领域◆◇▷,致力于对全球前沿市场动态■▷▼…、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务…△◁◆▪,是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台▽●▷…□△。基于传感器产品与技术□●△▽▽▪,对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接
•△▽=;1978年★•,诞生中国第一个固态压阻加速度传感器■▲•△;1982年…▪•◁□,国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究☆☆▼•。我国有古老的四大发明▷△○•○,但在近现代重要的科学技术发明中●◆◇△-□,我国的贡献寥寥无几◁△○,如传感器等信息科技基础技术•▼•▲,中国的贡献极少☆•★□□,产业仍处于落后的追赶状态◆▽=◆□☆。
1829 年L☆◁▲…☆.Nobili 根据 Seebeck 发现的热电效应制造了第⼀个热电偶和改进的温度计-○◁。这种传感器是由两个不同金属连接而成的电路★▷◁▷,当两个金属连接处的温度不同时▲▪,就会产生电压差…▪▼…=□。根据热电偶产生的电压差的大小▲▪,可以测量温度的变化□•□☆▼。
■□▼•▲,当材料受到力的作用时▷…-•▼,会产生微小的变形-◇★●▲○,从而改变电阻值△▪☆▼▲▼。通过测量电阻值的变化◇◇••■△,可以计算出受力的大小◇▷◁●。
1990年德国 Stuttgart 大学 Ackermann 教授领衔研制的世界上第一个激光断面测量系统◁◆◇△▪,这一系统成功将激光扫描技术与即时定位定姿系统结合-●■◆◇,形成机载激光扫描仪□▷▪▪▲▼。
1959年美国物理学家Richard Feynman(理查德费曼)□◁,在他着名的演讲◆……▪“底部有足够的空间▼○▽□◁☆”中○□=■…,
而民用◇•○,在非制冷红外探测器等红外传感领域○▼,我国已涌现出高德红外▲▪□▽▲◇、睿创微纳▪▷■▷、海康威视◁◁•-▪、大立科技▷△★▼☆▪、大华科技等一批优秀企业□◆▼▪▪•,完整掌握相关核心技术△▽△-▽。
MEMS技术对现今传感器的普及起到关键作用○▷★,如果没有MEMS技术○•…△-○,传感器的微型化★★●、集成化◁△▼◆•、低功耗等将难以做到▼=,而物联网=•…、智能手机□-、汽车等发展也将严重滞后☆=。目前••-,MEMS传感器已占到所有传感器市场份额的约一半以上•◆…▷▼=。
随着技术的不断发展▲☆□○▽,现代压力传感器已经具备了更高的精度▪▽、更广的测量范围和更好的稳定性=◁☆▽▲★,应用领域也越来越广泛▪-▷◁•,如工业自动化○◇□、汽车凯发k8国际首页▷…-☆、航空航天等▲○△。
因为红外传感器的军事价值△▼▼◆▽,红外传感器技术高度敏感▷■△■•,是西方国家对我国制裁最严重的传感器技术之一▪○◁,目前我国国防领域红外传感器基本实现国产自主研发▲-▼-…◁。
五十年以后的1871年▪□★◁,另一位德国人西门子(Wilhelm Siemens)发明了铂电阻温度传感器▼▪□▪,但由于温度读数不稳定•▽◇★,西门子的 RTD (铂电阻温度传感器)迅速失宠☆☆◇。
●-•,它由美国ADI公司(亚德诺)于 1991 年发明□•☆。该传感器基于电容传感原理•▷,传感器的输出信号可用于测量加速度或倾斜度□◇。这个MEMS加速度传感器主要用于汽车安全气囊中◇◆-◆,此前汽车安全气囊用传统传感器一只售价20美元■…□,而ADI的MEMS加速度传感器售价约为每个5美元=•…,这使安全气囊电子装置的成本降低了75%左右☆□◁▷=。
目前▷••◇,据Yole的MEMS市场调研报告显示★▼,MEMS射频器件▽▼、MEM压力传感器★□▼=▷•、MEMS惯性传感器(含加速度计和陀螺仪)等为主要的MEMS传感器种类•▷。
因精度高稳定性好-□☆=★■,铂电阻温度传感器目前被广泛用于医疗■•=、电机…△◁★、工业△▲■▷、温度计算▽▲◆□=、卫星=▼•○◆★、气象★▽☆▽、阻值计算等高精温度设备•▽◇。
…•▼“压力•■▲▲★△”一词最早在1648年由法国科学家帕斯卡提出●◇▽-,压强单位帕斯卡(符号Pa或Pascal)即以其名字命名□▽▼。
19世纪初◇★△,物理学家Thomas Johann Seebeck△◇=☆★、Jean-Charles Peltier☆☆、William Thomson分别独立发现了热电效应•○◁□●…,热电效应就是由温差产生电压的直接转换•■▲=,且反之亦然★=◁◆■…,也即温度与电压之间存在确定的关系▪•=△。
在半导体技术的支持下◇▪,并不落后于世界先进水平▽◆○●▼…,据科技老兵戴辉《CMOS图像传感器35年史和中国人的关键贡献》文中介绍★○◇■◆□,和当时在爱丁堡大学做科研的王国裕和陆明莹联袂发表了一篇论文□▪=•▲,英国爱丁堡大学的Peter Denyer教授☆▲▲★■、David Renshaw博士▼◁=,随着我国科学水平的发展★▷-▪☆,相继开发了声学温度传感器○•○□☆◇、红外传感器和微波传感器-◇■○●。
图像传感器主要分为CCD图像传感器和CMOS图像传感器■□◁,由于CMOS图像传感器具有集成度高▽▼△-☆、标准化程度高-◆•、功耗低•△…☆■、成本低△◁、体积小◁☆●-☆、图像信息可随机读取等一系列优点▲-,
★▪,2020年△▲○=△,全球图像传感器市场中=▽▪,CMOS图像传感器占比为83…○◇.2%●□◆=●◇;CCD图像传感器占比为16▪○○◆★▲.8%▷△◁▪•,并且CCD图像传感器市场在不断萎缩◆○●◆…◆。
虽然热电偶是第一个被广泛应用的温度传感器-…=☆,但它的精度和稳定性相对较差▽=,而且受到温度▼▷☆、材料等因素的影响较大=•★◇△▲。
可以将受力变形转化为电阻值的变化△△●。这种装置后来被用于制造压力传感器▪-■▲◁☆,也被称为•◆◇△▷“应变式压力传感器▽▲-■▲○”…●◆▼。值得一提的是--▪=,直到1974年△◆,我国才研制成功第一个实用压阻式压力传感器▪•。
◁☆◆=•,直到今天红外传感器仍是最具有军事价值的传感器种类之一▷●。随着技术的不断发展▪◁◆…,现代红外传感器已经具备了更高的灵敏度▷▽●▽•▷、更宽的波段范围和更好的抗干扰性能-▷。目前☆==▲▲,红外传感器已广泛应用于医疗=▷、安防○◁△、军事-□◆=、工业▲▪、环境监测等领域◇▼◇。
激光雷达LiDAR 使用脉冲激光以与雷达类似的方式测量距离◁•,在测量测绘领域已使用多年●◁☆●•▷。
此后◁◆,MEMS技术发展迅速○=,广泛应用于陀螺仪=○□▲=、压力传感器◆-…▪▪、磁传感器▲-、麦克风等传感器领域■△▲…□。MEMS传感器与传统传感器相比具有许多优势•••▪,例如体积更小◁▽■☆、功耗更低▼◆…□、精度更高-☆○◆◁、成本更低★□■。它们促进了消费电子=□▼、汽车◆○●○▷、医疗保健和航空航天等领域的许多新应用的开发•-□-•。
▲William Herschel发现红外线年★◇…◆=☆,第⼀个红外(IR)探测器由 Theodore W▲•△▪▷. Case 开发◇★▲,在美国陆军的支持下△●…■△…,1918年被用作红外信号装置中的传感器
2017年…•◇▽•,奥迪发布全球首款量产的L3级自动驾驶汽车(A8)并搭载法雷奥的第一代混合固态激光雷达SCALA▲■○◁▼。
第一个红外传感器的发明可以追溯到19世纪末-◇••■,1800年英国物理学家William Herschel(赫胥尔)发现了物体红外辐射和温度的关系◁▪◆。
△◇◆,可以扫描场景并生成线图像•◆◆◇□,这些基本探测器推动了现代热成像技术的发展□…。第⼆次世界⼤战后▽•-◆=,
20世纪70年代末…◇•■▼●,美国国家航空航天局(NASA)成功研制出一种具有扫描和高速数据记录能力的机载海洋激光雷达△☆◆★▼▷。
1831年后○…•,M●•□. Melloni 提出了将多个铋铜热电偶串联连接的想法-▲•★□,从⽽产⽣更⾼的△▼…=、可测量的输出●•●▷▽,多个热电偶连接称为热电堆●□=▷,这是世界上第一个热电堆温度传感器★•…■-。
中国传感器厂商虽然进入激光雷达领域相对较晚…=•-☆▷,但目前全球激光雷达市场中■◁★,以
随着技术的不断发展△▽…■▲▷,现代温度传感器已经具备了更高的精度•△、更广的测量范围和更好的稳定性☆◇•▪▲,应用领域也越来越广泛•…▲■,如工业自动化▼◆…◇□、医疗▼•◁■★◁、环境监测等=□●。
在一些介绍传感器历史的内容中••◇▲▷,有时候会将指南车…▪●、地动仪▲☆、日冕仪等等作为最古老的▷◆◆“传感器◇☆★▽-=”●☆☆■◁,然而这些中国古代的伟大发明◇■,虽然具有一定的▪△▪☆▲▼“感知▲◇•”能力■▼•▷◆,但并不具备现今我们所说的传感器特征▪▽◆。
这与Seebeck等人发现热电效应原理几乎同一时间◁○◆▽□▼,不过=■■,直到20世纪初期▼•▷…,红外传感器才开始得到实际应用◇★。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是△▼▲☆■:◇…▪▷…=“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置★□◆◆▷◇,通常由敏感元件和转换元件组成◆△◁…▽☆”◁☆☆。
传感器的概念可以追溯到19世纪初▽■◁•●,当时科学家们开始研究电学现象■●□,并发现电阻▪▪•▽△、电容和电感等参数的变化可以用来测量周围环境的物理量△◆。人类最早发明的将测量信号变为电信号的现代传感器是温度传感器☆●●▷•。
然而•○▪◆○▷,直到 20 世纪 80 年代和 90 年代▲○▽,MEMS 技术才开始得到开发和商业化○-◆☆△。1962年•--•▼,微小器件的先驱——第一个硅微压力传感器问世◆-△◆◁▪,开创了MEMS技术的先河▲•★,也是MEMS微传感器的起始点○■●•。
第一个压力传感器的发明可以追溯到17世纪★▼•◁▷☆,当时英国物理学家Robert Boyle发现了气体压力与体积的反比关系•-,并用一个装置测量了气体压力=■。不过□●••▼◆,
▼◆◁。格科微(Galaxycore)排名全球第5中国第二…●▷◇■,占据全球4%市场份额○▷☆□▲△,思特威(Smartsens)排名全球第7中国第三◇▼=◆▪,占据全球2%市场份额-▪。
◇△◆▪,并成功进行了演示△▪,从此开创了一个新世界▷▽△★。此外==▼△▼•,王国裕开发了国内第一个单片CMOS摄像芯片★★、国际上第一个高分辨率CMOS摄像芯片(40万像素)◇△▽、国内第一个同时带有全电视信号输出和数字信号输出的单片CMOS摄像芯片◇▼、国内第一个单片CMOS彩色摄像芯片-◆○。并以单片CMOS摄像芯片为核心○■◆△▼□,开发出国内第一个头(曾在公交车上大量使用)和国内第一个电脑眼=○○□○。