【導讀】幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)輔(fu)助(zhu)人(ren)類(lei)日(ri)常(chang)活(huo)動(dong)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)離(li)不(bu)開(kai)傳(chuan)感(gan)器(qi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)監(jian)測(ce)人(ren)體(ti)重(zhong)要(yao)體(ti)征(zheng)，並(bing)檢(jian)測(ce)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)。在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)用(yong)於(yu)識(shi)別(bie)交(jiao)通(tong)標(biao)誌(zhi)、探(tan)測(ce)障(zhang)礙(ai)物(wu)和(he)警(jing)告(gao)車(che)道(dao)偏(pian)離(li)，助(zhu)力(li)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)。未(wei)來(lai)
，用(yong)戶(hu)與(yu)所(suo)有(you)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)的(de)簡(jian)單(dan)交(jiao)互(hu)都(dou)可(ke)通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)。本(ben)文(wen)將(jiang)深(shen)入(ru)分(fen)析(xi)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)汽(qi)車(che)、醫療保健和工業機器人等領域的新興趨勢和未來應用方向

，以及在操作和安全方麵取得的進展。

配備傳感器的現代設備無需手動按鍵，可根據傳感器輸入的信息自動運行。

幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)輔(fu)助(zhu)人(ren)類(lei)日(ri)常(chang)活(huo)動(dong)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)離(li)不(bu)開(kai)傳(chuan)感(gan)器(qi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)監(jian)測(ce)人(ren)體(ti)重(zhong)要(yao)體(ti)征(zheng)，並(bing)檢(jian)測(ce)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)。在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)，傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)用(yong)於(yu)識(shi)別(bie)交(jiao)通(tong)標(biao)誌(zhi)、探(tan)測(ce)障(zhang)礙(ai)物(wu)和(he)警(jing)告(gao)車(che)道(dao)偏(pian)離(li)，助(zhu)力(li)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)。未(wei)來(lai)，用(yong)戶(hu)與(yu)所(suo)有(you)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)的(de)簡(jian)單(dan)交(jiao)互(hu)都(dou)可(ke)通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)。本(ben)文(wen)將(jiang)深(shen)入(ru)分(fen)析(xi)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)汽(qi)車(che)、醫療保健和工業機器人等領域的新興趨勢和未來應用方向
，以及在操作和安全方麵取得的進展。

傳感器感知功能類似於人類感官

設she計ji人ren員yuan通tong過guo創chuang建jian傳chuan感gan解jie決jue方fang案an簡jian化hua人ren類lei與yu設she備bei的de交jiao互hu。不bu同tong傳chuan感gan器qi結jie合he先xian進jin軟ruan件jian，就jiu能neng形xing成cheng對dui真zhen實shi世shi界jie的de感gan知zhi。傳chuan感gan解jie決jue方fang案an將jiang多duo個ge智zhi能neng傳chuan感gan器qi整zheng合he到dao統tong一yi的de智zhi能neng係xi統tong中zhong，讓rang人ren們men能neng夠gou輕qing鬆song與yu設she備bei互hu動dong。
  

圖 1：模擬人類感官的傳感解決方案

智能耳朵/麥克風

人耳能夠分辨多達 40 萬種聲音
、10 個八度音和 7,000 個音調。MEMS 麥克風為音頻和聲控設備提供了“智能耳朵”。新一代麥克風具備一係列優勢，包括超低自噪聲（高 SNR）、即使在高聲壓級 (SPL) 下也具有極低的失真 (THD)、部件間相位和靈敏度高度匹配
、具有低 LFRO（低頻滾降）的平坦頻率響應以及超低群延遲。新一代麥克風可選擇功率模式，並且封裝尺寸極小。

嗅覺/CO2（二氧化碳）傳感器

人體具有 400 多個嗅覺感受器
，能夠分辨 10,000 多種香味和氣味。二氧化碳傳感器采用光聲光譜 (PAS) 技術
，令設備結構緊湊且功能齊全
，解決了現有二氧化碳氣體檢測器所麵臨的技術難題。PAS 二氧化碳傳感器模塊將 PAS 傳感器

、微控製器和 MOSFET 集成在電路板上 。

視覺（ToF 3D 圖像傳感器/雷達傳感器）

借助飛行時間 (ToF) 圖像傳感器，電子設備能夠獲取設備前方場景的精確 3D 地圖。周遭環境、物體和人物都會實時轉化為數字空間。算法利用這些數據來測量距離和尺寸
、跟蹤運動，並將物體形狀轉換為 3D 模型。設計人員開發的產品可無縫集成到最微型的 3D ToF 相機模塊中，以最低功耗精確測量短距離和長距離深度。

與被動紅外 (PIR) jishuxiangbi
，leidachuanganqizaiyundongjianceyingyongzhongjuyouxuduoyoushi。qizhongbaokuojingdugenggao

，yijinenggoujingqueceliangtanceduixiang，weixindesudutanceheyundongchuangangongnengdiandingjichu。leidachuanganqikeyizaiyu、雪
、霧
、灰塵等惡劣環境條件下正常運行。一些先進的雷達傳感器靈敏度極高，能夠捕捉呼吸和心跳，感知生命體征的存在。

觸覺（觸摸傳感器）

觸摸傳感器使用多種技術，如電阻膜、電容、紅外線、超聲波表麵聲波和電磁感應。觸控麵板由輸入設備（觸控麵板）和輸出設備（顯示器）共同組成。了解e絡盟根據不同需求量身定製的各種傳感器產品，包括麥克風、流量傳感器、ToF 3D 圖像傳感器、雷達傳感器和觸摸傳感器。

用於確保安全駕駛的汽車傳感器

製造商通常會在現代汽車上裝配多種傳感器。汽車傳感器獲取胎壓、youlianghefadongjiwendudengxinxi，bingzaiyibiaopanshangxianshi。lingyouyixiechuanganqizhizaiweichichelianggaoxiaoyunzhuan
，baokuojiancefadongjibujianweizhi，jiancechelunsudu
，yikongzhiqianyinlihuofangbaosizhidongxitong，jiancecheneiwaikongqiwendu，baochicheneishushi。zhizaoshangkejiangduogechuanganqijichengdaocheliangshejizhong，shiqichegenganquankekao
、高效舒適。

如(ru)今(jin)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)能(neng)提(ti)供(gong)詳(xiang)細(xi)的(de)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)。越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)開(kai)始(shi)采(cai)用(yong)基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)的(de)技(ji)術(shu)。為(wei)了(le)確(que)保(bao)安(an)全(quan)性(xing)和(he)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)，這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)需(xu)要(yao)高(gao)帶(dai)寬(kuan)和(he)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)。現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)集(ji)成(cheng)多(duo)項(xiang)新(xin)興(xing)技(ji)術(shu)，能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)駕(jia)駛(shi)體(ti)驗(yan)。這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)包(bao)括(kuo)：

激光雷達（激光測距儀）

激光雷達掃描儀是自動駕駛車輛原型係統中的關鍵組件，廣泛應用於自適應巡航控製 (ACC)
、防碰撞係統、交通標誌識別、盲點檢測和車道偏離預警等現有係統中。基於激光雷達的係統可以在沒有傳感器的情況下正常工作
，充當係統的“眼睛”。

圖 2：激光雷達技術傳感器在汽車領域的應用

如圖 2 所示，激光雷達技術需要獨立的傳感器係統，這些係統必須配備安全和環境適應功能。例如，傳感器單元應能在 -40 至 125 °C（-40 至 257 °F）的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)運(yun)行(xing)，以(yi)應(ying)對(dui)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)組(zu)件(jian)和(he)外(wai)部(bu)環(huan)境(jing)的(de)熱(re)量(liang)影(ying)響(xiang)。傳(chuan)感(gan)器(qi)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)最(zui)佳(jia)信(xin)噪(zao)比(bi)，以(yi)便(bian)在(zai)各(ge)種(zhong)幹(gan)擾(rao)背(bei)景(jing)中(zhong)準(zhun)確(que)檢(jian)測(ce)到(dao)信(xin)號(hao)。由(you)於(yu)光(guang)學(xue)檢(jian)測(ce)器(qi)需(xu)要(yao)應(ying)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)環(huan)境(jing)光(guang)水(shui)平(ping)，其(qi)內(nei)部(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)覆(fu)蓋(gai)廣(guang)泛(fan)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)。

用於實現電動垂直起降 (VTOL) 飛機自主導航的傳感器

電池供電的電動垂直起降飛機是一種新型飛行器，如圖 3 suoshi。zhezhongfeixingqijiehediandongchengyongcheyuchaodaxingwurenjidegongneng，neibushejileisiyuhaohuaqiche。hangkongzhuanjiabiaoshi，diandongchuizhiqijiangfeijinengxiangzhishengjiyiyangfeixing，bingqiepeibeichuanganqikongzhixitong
，jingyanfengfudefeixingyuannenggouqingsongshangshou。feixingqipeibeiguanxingchuanganqi，yongyujiankongyuanxingjidefeixingkongzhihefeixingtexing，rufuyang、翻滾和角速度值。傳感器還可用於測量螺旋槳推力、振動、應變和負載特性。

產品類別：慣性傳感器、加速度計
、陀螺測試儀
  

圖 3：電動垂直起降 (eVTOL) 飛機

用於實現工業機器人自動化和確保人類安全的傳感器

機ji器qi人ren應ying用yong需xu要yao將jiang精jing確que的de傳chuan感gan元yuan件jian集ji成cheng到dao設she備bei中zhong，以yi有you效xiao應ying對dui各ge種zhong挑tiao戰zhan。例li如ru，傳chuan感gan係xi統tong必bi須xu能neng夠gou識shi別bie出chu人ren類lei的de存cun在zai

，從cong而er在zai協xie作zuo應ying用yong中zhong防fang止zhi機ji器qi人ren與yu附fu近jin工gong人ren發fa生sheng碰peng撞zhuang。先xian進jin的de傳chuan感gan器qi技ji術shu是shi實shi現xian這zhe一yi目mu標biao的de關guan鍵jian。扭niu矩ju傳chuan感gan器qi可ke測ce量liang協xie作zuo機ji器qi人ren (cobot) 旋(xuan)轉(zhuan)關(guan)節(jie)處(chu)的(de)機(ji)械(xie)扭(niu)矩(ju)，檢(jian)測(ce)故(gu)障(zhang)或(huo)過(guo)載(zai)情(qing)況(kuang)，防(fang)止(zhi)人(ren)員(yuan)受(shou)傷(shang)和(he)潛(qian)在(zai)的(de)協(xie)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)故(gu)障(zhang)。此(ci)外(wai)，傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)光(guang)幕(mu)等(deng)設(she)備(bei)，當(dang)人(ren)進(jin)入(ru)關(guan)鍵(jian)區(qu)域(yu)時(shi)停(ting)止(zhi)機(ji)器(qi)運(yun)作(zuo)
，數(shu)字(zi)環(huan)境(jing)光(guang)和(he)接(jie)近(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi) (APD) 則可作為激光掃描儀的“人工眼”。傳感器還可用於監控機器人周圍環境
，包括物體檢測、負載能力和抓取力測量，從而確保工作場所的安全、可靠和高效運行。熱釋電紅外運動傳感器是一種獨特的設計理念，具有結構緊湊

、靈(ling)敏(min)度(du)高(gao)的(de)特(te)點(dian)
，采(cai)用(yong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)封(feng)裝(zhuang)，提(ti)供(gong)多(duo)種(zhong)鏡(jing)頭(tou)選(xuan)擇(ze)，並(bing)有(you)低(di)功(gong)耗(hao)類(lei)型(xing)可(ke)選(xuan)。通(tong)過(guo)在(zai)機(ji)器(qi)人(ren)中(zhong)集(ji)成(cheng)更(geng)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，可(ke)延(yan)長(chang)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)，優(you)化(hua)維(wei)護(hu)計(ji)劃(hua)。了(le)解(jie)有(you)關(guan)工(gong)業(ye)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)更(geng)多(duo)信(xin)息(xi)，請(qing)點(dian)擊(ji)此(ci)處(chu)。

產品類別：扭矩傳感器、數字環境光和接近傳感器 (APD)、熱釋電紅外運動傳感器

圖 4：配備機器人和傳感器的工業自動化裝置

在工業自動化領域
，基本傳感器負責監控機器運作等常規任務。與此同時，現代製造業還運用一些複雜的傳感器（位置和速度、ToF 和雷達
、壓力


、CMOS 圖像和電流傳感器或 MEMS 麥克風）來簡化生產流程。智能工廠的裝配線可以檢測待製造物體的多種特性，如距離
、大小、形狀、成(cheng)分(fen)和(he)表(biao)麵(mian)，並(bing)精(jing)確(que)跟(gen)蹤(zong)其(qi)移(yi)動(dong)和(he)運(yun)動(dong)。盡(jin)管(guan)低(di)成(cheng)本(ben)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)優(you)勢(shi)，但(dan)同(tong)時(shi)監(jian)控(kong)所(suo)有(you)傳(chuan)感(gan)器(qi)極(ji)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)，沒(mei)必(bi)要(yao)將(jiang)各(ge)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)集(ji)成(cheng)到(dao)機(ji)器(qi)人(ren)中(zhong)以(yi)監(jian)測(ce)其(qi)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)。如(ru)果(guo)出(chu)現(xian)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)、運(yun)動(dong)抖(dou)動(dong)或(huo)功(gong)耗(hao)增(zeng)加(jia)
，可(ke)能(neng)預(yu)示(shi)著(zhe)軸(zhou)承(cheng)或(huo)齒(chi)輪(lun)箱(xiang)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)。傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)監(jian)測(ce)電(dian)力(li)消(xiao)耗(hao)
，並(bing)觸(chu)發(fa)相(xiang)應(ying)措(cuo)施(shi)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)工(gong)廠(chang)能(neng)效(xiao)。如(ru)果(guo)設(she)備(bei)因(yin)短(duan)路(lu)而(er)發(fa)生(sheng)電(dian)氣(qi)故(gu)障(zhang)，就(jiu)會(hui)觸(chu)發(fa)供(gong)電(dian)中(zhong)斷(duan)
，避(bi)免(mian)對(dui)工(gong)廠(chang)造(zao)成(cheng)損(sun)害(hai)。

推進汽車圖像傳感技術

現代汽車係統可在各種情況下提醒駕駛員，如偏離車道、探測到附近物體或盲區車輛
，以及在高速巡航模式下保持車速和車距。汽車圖像傳感器使這些安全功能得以實現。

許多傳感器設計采用雙增益像素技術，並在高動態範圍 (HDR) 下工作，以增強汽車應用中的高級駕駛輔助係統 (ADAS) 功能。現代圖像傳感器采用基於大小不同子像素的分割像素技術來生成高動態範圍 (HDR) 圖(tu)像(xiang)。其(qi)中(zhong)

，分(fen)配(pei)給(gei)單(dan)個(ge)像(xiang)素(su)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)區(qu)域(yu)被(bei)分(fen)為(wei)兩(liang)部(bu)分(fen)
，大(da)部(bu)分(fen)區(qu)域(yu)由(you)較(jiao)大(da)的(de)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)覆(fu)蓋(gai)
，而(er)較(jiao)小(xiao)的(de)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)占(zhan)據(ju)剩(sheng)餘(yu)區(qu)域(yu)。然(ran)而(er)，分(fen)割(ge)像(xiang)素(su)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)圖(tu)像(xiang)質(zhi)量(liang)下(xia)降(jiang)、暗噪聲增大
、性能降低等問題，溫度較高時尤其明顯。

圖 5：分割像素與多重曝光技術比較

分fen割ge像xiang素su方fang法fa的de替ti代dai方fang案an是shi多duo重zhong曝pu光guang技ji術shu，即ji為wei像xiang素su分fen配pei額e外wai的de空kong間jian，以yi容rong納na大da信xin號hao或huo電dian荷he的de潛qian在zai溢yi出chu。這zhe種zhong方fang法fa類lei似si於yu使shi用yong水shui桶tong來lai接jie雨yu水shui，但dan水shui桶tong附fu帶dai一yi個ge更geng大da的de水shui槽cao，可ke在zai水shui桶tong滿man溢yi時shi接jie住zhu多duo餘yu的de雨yu水shui。“水桶”信號可輕鬆讀取，並且精度極高，因此可以實現出色的弱光性能，溢出“水槽”則能容納溢出的所有信號
，從而擴大動態範圍，並能捕捉明亮物體和場景的真實色彩。圖 5 比較了這兩種曝光技術。

產品類別：圖像傳感器

結語

傳感器將徹底改變測量設備，使其具備各種智能功能，包括自我監測、向操作係統傳輸狀態診斷
，以及創建可靠的測量和校準數據網絡。受此影響，機器和設備的預測性維護將變得越來越高效
、便(bian)捷(jie)且(qie)經(jing)濟(ji)
，從(cong)而(er)提(ti)升(sheng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)。未(wei)來(lai)


，維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)將(jiang)依(yi)賴(lai)傳(chuan)感(gan)器(qi)執(zhi)行(xing)，而(er)不(bu)再(zai)由(you)人(ren)力(li)資(zi)源(yuan)部(bu)門(men)根(gen)據(ju)需(xu)求(qiu)時(shi)間(jian)表(biao)來(lai)安(an)排(pai)。飛(fei)行(xing)器(qi)將(jiang)實(shi)現(xian)自(zi)主(zhu)導(dao)航(hang)，具(ju)備(bei)遠(yuan)程(cheng)無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)功(gong)能(neng)
，並(bing)內(nei)置(zhi)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)。傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)在(zai)整(zheng)個(ge)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)內(nei)自(zi)我(wo)學(xue)習(xi)，無(wu)需(xu)人(ren)工(gong)維(wei)護(hu)、修改或校準。傳感器還將更深入地洞察人類行為

，進而影響人們對空氣質量、出行、汽車保養、生活方式、保險、能耗等方麵的預期。新型激光雷達係統將為自動駕駛車輛提供真正的“視力”。

（作者: e絡盟技術團隊）

免責聲明：本文為轉載文章

，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

第13講：超小型全SiC DIPIPM

Honda（本田）與瑞薩簽署協議，共同開發用於軟件定義汽車的高性能SoC

深入分析帶耦合電感多相降壓轉換器的電壓紋波問題

深化綠色承諾，ST與彭水共繪可持續發展新篇章

基於SiC的高電壓電池斷開開關的設計注意事項