“正如眼睛、鼻子、耳朵和皮膚在人體中的作用一樣，它在硬件中充當一個從外界接受信息的角色”。這句話描述的正是傳感器。自從發(fā)明以來，它就一直被應(yīng)用在工控和其他領(lǐng)域，作為一個重要的設(shè)備前端，傳感器的功能幾近是不可代替的。在現(xiàn)在步入了物聯(lián)網(wǎng)時代，傳感器變得尤其重要。
據(jù)美國市場研究機構(gòu)透明市場研究(Transparency Market Research)公司最新發(fā)布的報告顯示，到2020年，全球可穿戴傳感器市場將以45.2%的復(fù)合年均增長率繼續(xù)成長。Yole Developpement 也預(yù)測，作為傳感器重要組成部分的 MEMS 傳感器產(chǎn)品需求在近年增勢迅猛，從2014年起平均以12%-13%的增長率增長，到2019 年，產(chǎn)業(yè)總值預(yù)計將達到 240 億美元。
面對這這么一個龐大市場，很多廠商正在加緊研發(fā)，攻城略地。
什么是傳感器
在對傳感器進行詳細分析之前，我們需要了解一下什么是傳感器，并且了解一下這些傳感器可以被應(yīng)用到哪些領(lǐng)域。
按照國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。
也就是說傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
傳感器種類繁多，在不同的產(chǎn)品中就有不同的應(yīng)用，就拿簡單的手機來說，就有重力傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、光線感應(yīng)器、三軸陀螺儀、電子羅盤等，未來更可能會有熱傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、紫外線傳感器、壓力傳感器等等。很難一一列舉!
按照應(yīng)用市場，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)可劃分為 智能工業(yè) 、 智能農(nóng)業(yè) 、 智能物流 、 智能環(huán)保 、 智能交通 、智能電網(wǎng)、 智能醫(yī)療 、智能安防、特種裝備、 智慧城市 、智能家居等。Yole Developpement 數(shù)據(jù)顯示，傳感器中占比最大的是消費類應(yīng)用，其規(guī)模達到 59 億美元，占傳感器產(chǎn)品市場的 45%，到 2019 年預(yù)計將超過 100 億美元，年復(fù)合增長率約 11.2%。而成長最快的醫(yī)療服務(wù)市場，將從 2014 年4的24.5 億美元增長至2019 年的72億美元左右，年復(fù)合增長率近 30%。
2014年全球MEMS傳感器應(yīng)用市場劃分
尤其是在可穿戴領(lǐng)域，傳感器未來的需求量更是激增。據(jù)全球居領(lǐng)先地位的關(guān)鍵信息、產(chǎn)品、解決方案和服務(wù)供應(yīng)商IHS的數(shù)據(jù)顯示，單個可穿戴設(shè)備所用傳感器的平均數(shù)量將從2013年的1.4顆增長為2019年的4.1顆，總出貨量將從6700萬顆上升至4.66億顆。一個屬于傳感器的時代正在到來。
典型傳感器的原理和作用
上面我們已經(jīng)談到，傳感器種類繁多，全面覆蓋介紹是一項繁雜的工作，我們以iPhone 6為例，介紹一下傳感器的原理和功用。
iPhone 6手機中主要傳感器一覽
iPhone 6手機中主要傳感器型號功能
(一)運動/加速度傳感器 Motion sensor/accelerometer
加速傳感器的原理
在iPhone 6中的加速傳感器芯片為InvenSense公司的MP67B芯片，這是一個六軸加速度和重力傳感器。而在之前的歷代iPhone 手機中該傳感器采用的是STMicroelectronics 公司生產(chǎn)的芯片。
手機加速傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力，比如重力。加速傳感器原理：運用壓電效應(yīng)實現(xiàn)，一片“重力塊”和壓電晶體做成一個重力感應(yīng)模塊，手機方向改變時，重力塊作用于不同方向的壓電晶體上的力也隨之改變，輸出電壓信號不同，從而判斷手機的方向。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。他可以根據(jù)重力感應(yīng)產(chǎn)生的加速度來推算出手機相對于水平面的傾斜度。