传感器应用及发展前景

传感器应用及发展前景

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”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器应用举例

科技的发展给人们的工作和生活带来了更多的便利，而其中的手机更是到了几乎不可缺少的地步，随着技术进步，手机已经不再仅仅是以个通信工具，开始具备越来越多，越来越强大的功能，人们对手机的要求越来越高，电话，短信，多媒体等等，都是基本应用，更智能，更人性化才是用户追求的目标，在此条件下，各种传感器在手机上的应用应运而生。

图像传感器：

随着拍照功能成为手机的标准配置，图像传感器继照相机之后再手机上大量应用，

用手机拍照，摄像应经成为很多人生活，娱乐的一个重要部分。图像处理技术的发展，使图像传感器有了更广的应用空间。

（1）名片识别：用手机给名片拍照，通过图像处理软件对图像信息加以识别处理，

后台处理完毕后，名片上的姓名，年龄，电话，公司地址等就自

动进入了手机电话簿的分类目录下，名片识别功能已经成为商务手机的高端应用代表。

（2）面部识别：用户只需注册时对自己的面部进行拍照，图像处理软件会根据照片

识别并记录用户的面部特征，作为以后检查用户身份的标准，这样当用户使用有安全需求的手机是无需再记录复杂的密码，只需自我拍照，有手机鉴别即可，

这样方便了用户，也给移动设备及其信息提供了更高的安全保障。指纹识别传感器：

消费类产品对个人数据安全性的需求日益升高，再加上指纹识别传感器在尺寸，成

本及准确度等各方面都获得了巨大的进展，指纹识别技术越来越多的应用到各种各样的移动设备中，目前高端商务手机中很多都具备了此类功能。

目前市场上主要有两种固态指纹传感器：接触式传感器和滑动式传感器。接触式传感器要求手指在指纹采集区进行可靠的触摸；滑动式传感器需要手指在传感器表面擦过。传感器会采集一套特定的数据，然后进行快速分析和认证。随着感测技术与算法的进步，加上消费市场对成本的敏感要求，以及便携设备对体积轻薄的要求，滑动式传感器已经成为市场的主流。

指纹识别在手机上的应用最初主要是身份识别，即当需要密码识别，只有主人的额质问信息得到验证才能允许使用设备。随着半导

体和软件技术的发展，手机将成为一种可随时随地获取个人和公司数据的移动终端，因此需要确保用户访问的安全性，以防止未授权的访问。比如在电子商务中，指纹识别的应用将免去用户多重繁琐的密码操作，即简化流程又具备更高的安全级别。在行业应用中，指纹识别也可以有广泛的应用。

光电传感器：

光电传感器在手机上的应用主要是根据环境光线明暗来判断用户的使用条件，从而对手机进行智能调节，达到节能和方便用户使用的目的。黑暗环境下自动降低背光亮度，以免背光太亮刺眼。太阳下自动增加屏幕亮度，是显示更清楚。手机移动到耳边打电话时，自动关闭屏幕和背光，可以延长手机续航时间，同时关闭触摸屏，又可以达到防止打电话过程中误触屏幕挂断电话的操作。还有的利用光线亮度来控制铃声音量，如手机装在衣服口袋或是皮包里时，就大声振铃，而取出时，环境光改变了，振铃就随着减小，这个功能很有意思，一方面可以避免铃声过小漏接电话，一方面适应环境的需要，避免影响其他人，同时还能省电。

加速度传感器：

加速度有两种，一个是静态的加速度，把加速度传感器倾斜一个角度，重力场会在感应场上产生一个分量，通过这个分量，可以测量出手机倾斜了多少角度，由此实现一些前后左右的控制；另外一种就是所谓的动态加速度，可以侦测速度，撞击等。

加速度传感器可以用来检测角度，手机上下左右摇摆，加速度

传感器会将对应信息传送给中央处理器，通过软件实现菜单选择，翻页，图像切换等操作，当手机反转90°时，可以自动在竖屏幕显示和横屏幕显示之间切换，方便用户使用，在赛车，滑雪等游戏中，加速度传感器甚至可以取代方向键，通过前后左右的角度变换实现转弯，加速，刹车等动作，使游戏更具娱乐性。

加速度传感器还可以用于计步器，检测并记录走路或跑步的步数，从而计算路程。当结合个人特征，如身高，体重等信息，可以通过软件算热量消耗，看到锻炼效果，这样，手机又具备了健身功能。

加速度传感器还可以使手机具有应急报警功能，如果用户受重大撞击，或者跌倒，加速度传感器会立刻将相关信息传给中央处理器，如果事故后一段时间内用户没有动作，则判定用户受到伤害，立刻通过手机报警，如果手机中有GPS，还可以自动启动GPS，并将位置信息传送给救援部门，达到急救目的，这一点对越来越多的老人大有裨益。

传感器发展前景

近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展。这不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。

向微型化发展：各种控制仪器设备的功能越来越大，要求各个部件体积能占位置越小越好，因而传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技术，目前利用硅材料制作的传感器体积

已经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的，体积较大、稳定性差、寿命也短，而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好

向高精度发展：随着自动化生产程度的不断提高，对传感器的要求也在不断提高，必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。目前能生产万分之一以上的传感器的厂家为数很少，其产量也远远不能满足要求。

向高可靠性、宽温度范围发展：传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能，研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。提高温度范围历来是大课题，大部分传感器其工作范围都在-20℃～70℃，在军用系统中要求工作温度在-40℃～85℃范围，而汽车锅炉等场合要求传感器的温度要求更高，因此发展新兴材料（如陶瓷）的传感器将很有前途。

向微功耗及无源化发展：传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外现场或远离电网的地方，往往是用电池供电或用太阳能等供电，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向，这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前，低功耗损的芯片发展很快，如T12702运算放大器，静态功耗只有1.5µA，而工作电压只需2～5V。

向智能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0～10mV），