我国传感器产业综述

第一篇：我国传感器产业综述

我国传感器产业综述

信息技术、生物技术、纳米技术已经成为21世纪社会发展的三大支柱。其中位居首位的信息技术必须建立在传感器、通信、计算机等技术之上。传感器作为人类感观的延伸，是信息采集不可或缺的工具，但在某些场合却也成为制约信息技术等高新技术的瓶颈。

传感器是一个门类繁多的大家族，从原理上可以分为物理量、化学量、生物量三大门类，每一个门类中又有着很多小类。

一、国外传感器市场规模

全世界现在大概有40个国家从事传感器的研制、生产工作，研发、生产传感器单位有5000余家。其中美国、欧洲、俄罗斯各有1 00 0余家，日本约8 0 0余家，产品达20000多种。美国约有100多个研究院所和院校从事研制工作，约有17000种传感器。

传感器是一个颇具潜力的行业，各国传感器生产和研发的规模在不断扩大。1998年，全球销量为325亿美元，1995－2003年，全球传感器市场年增长率为9%。预计2010年将突破825亿美元，未来5年全球传感器市场年增长率将超过10％。

最新传感器技术大多首先在国外发展起来，但是真正的应用却往往首先在中国实现，这正是源于中国庞大而多样的传感器市场特点。

二、我国传感器市场规模

目前我国已有1700多家从事传感器的生产和研发的企业，其中从事微系统研制、生产的有50多家，到2009年底、敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只。传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种。

传感器的市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%，2003年销售额为186亿元，同比增长32.9%，2005年销量为235亿元，2008年增加到506亿美元，2009年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42.5%，市场规模达到138.9亿元，传感器整个市场突破327亿元。

预计2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。其中压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。未来五年，国内传感器市场平均销售增长率将达31%。

近年来传感器市场的主要增长来自于无线传感器、微系统传感器、生物传感器等新兴传感器。工信部《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》中明确的指出新型元器件技术开发将重点围绕敏感元件和传感器等。并且对于传感器产业化发展提供了规划和政策支持。从“十一五”规划纲要至今，中国传感器市场虽然经历了金融危机的冲击，但是总体保持着强势快速度发展格局。

三、我国传感器状况

1、传感器产业发展过程

我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位；1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力

传感器；1978年，诞生中国第一个固态压阻加速度传感器；1982年，国内最早开始微电子机械系统技术加工技术和绝缘体上硅技术的研究。

我国传感器产业在改革开放初期，随着国外芯体和国产化芯体的逐渐普及，我国原有的压力传感器基础产业生产线被迫纷纷下马，大量国外芯体的涌入使得原本复杂的制造工艺变的简单，国内的几家大规模生产传感器芯体的企业，其芯片主要来自于美国和德国。

30多年来，在“发展高科技，实现产业化”、“大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用”等一系列政策导向和支持下，在蓬勃发展的我国电子信息产业市场的推动下，传感器已形成了一定的产业基础，并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有了长足进展，为促进国民经济的发展做出了重要贡献。

2、传感器产业技术水平

虽然我国涉足传感器制造业的起步不是很晚，但是今天活跃在国际市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家。在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力能达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围较窄，更多的仍然停留在航天航空以及工业测量与控制上。据有关资料显示，我国最大的传感器公司的年产值也仅有55000只。而且，“高、精、尖传感器和新型传感器的市场，几乎全被国外品牌或合资企业垄断了。

国内传感器发展水平与国外相差甚远的原因，主要是技术基础薄弱，研究水平不高，缺乏自主知识产权。我国从事敏感元件与传感器研制生产的企业、单位有1688家，但研制、生产综合实力较强的骨干企业较少，仅占总数的10%左右。我国目前很多企业都是引用国外的芯片加工，自主研发的产品少之甚少，自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上。国产传感器企业按照长期依赖国外技术的惯性发展至今，在技术上形成了“外强中干”的局面，不仅失去了中高档产品市场，而且也直接导致自己能生产的产品品种单一，同质化十分严重。甚至有相当一部分国产产品只能模仿别人的外形，即使这样，由于技术水平低，模仿产品的灵敏度、精度和可靠性也差强人意。

就我国电力行业来说，使用传感器的场合还是很多的。在电厂、电站主要使用的是压力传感器、温度传感器、流量传感器，在输变电领域主要使用电压传感器、电流传感器。它们大都属于技术水平不高但对可靠性和稳定性要求较高的通用传感器，技术水平要求较高的光传感器现在在电力行业应用还较少。由于电厂、电站的传感器一般都是由机组设备厂商选择的，所以目前选用国内传感器的比较多。而在输变电领域，情况则不尽相同，相对发电领域，由于传感器的一次性投入比较小，各个电网区域选择品牌时对价格不是很敏感，而且由于可以使用一些比较新的技术来提高输变电水平，所以国外品牌的传感器应用比较多。

随着电力行业自动化程度的提高，将有更多的传感器应用于电力行业，其技术标准也将提高，因此拥有较多增长空间的电力行业会成为一方沃土，有待国内外传感器企业角逐。相对其他板块，目前国内传感器企业在电力板块上做得较好，但这并不意味着将来国产传感器必然会占据大块市场份额。事实上，由于具有品牌优势，西门子、ABB等厂家在为电厂自动化提供整套方案的时候拥有更多的选择权，国外传感器厂商仍分得了中国电力行业传感器市场最大的一块蛋糕。

除此以外，我国传感器行业分布上还不均衡，国内传感器企业主要集中在陕西省以及东部、沿海地区，西部其他地区以及内陆地区相对较少。在这些企业中，95%以上均属小型企业。大量小企业的存在使得在低端传感器领域国产传感器的价格竞争进入了惨烈状态，而另一面却是在高、精、尖领域国产传感器生存惨淡。但是随着传感器向产业化更积极地迈进，包括通用传感器在内的传感器应用领域和范围的进一步扩大，随着市场化程度的深入和客户采购制度的完善，未来国内传感器厂商的数量会先增后减，从而使中国传感器产业走向规范化发展的轨道。

沈阳传感器中心和青鸟元芯在压力芯片制造中取得了突破，我国很多国家级的航天、电子研究所的芯片制造技术相互组合，如果再有市场因素推动，规模生产指日可待。而昆山双桥传感器测控技术有限公司、西安中星测控有限公司、宝鸡麦克传感器有限公司等开始集中力量考虑专项技术问题，并取得了一些成绩。国内也已经有企业跟踪高端传感器的发展，比如微系统技术，而微系统已成为全球增长最快的产品之一。

四、传感器市场的发展走势

面临新的形势，未来传感器市场的发展走势可预期为：国内传感器的总需求量将稳定增长，投资类传感器将呈现较大幅度增长，消费类用传感器将呈现继续稳定增长势头，传感器市场需求的产品结构将向着增加投资类产品的比例发展。

力学量传感器、湿度传感器、光传感器、磁传感器、生物传感器、温度传感器的主要品种的产业化更加成熟，传感器市场空间将进一步扩展；

汽车工业的持续发展促进国产传感器加快进入市场；

各工业部门为节约原材料、降低能耗、提高经济效益，将大量采用工业过程控制传感器；

环保工程中所需各类传感器的需求会愈加旺盛，尤其是我国投入4万亿元用于基础建设项目以及应对国际金融危机采取的防范措施等重点工程，无疑会大幅度促进传感器产业的需求增长；

MEMS传感器加工成本降低，将在家用电器中普及，新一代信息家电、办公用信息产品的需求，加速了消费类市场的繁荣势头；

农业、环保、医疗卫生以及仪器检测用传感器将是广阔的新市场。

相信通过“十一五”重要的发展期中国传感器技术将有进一步跃升，逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距。

五、传感器技术的发展趋势

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。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业和军事变革，是21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统技术基础上的，目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器(如上述EJX变送器)。微电子机械加工技术，包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、L1GA技术(X光深层光刻、微电铸和微复制技术)、激光微加工技术和微型封装技术等。

微电子机械系统技术的发展，把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器和检测仪表，在微电子技术基础上，内置微处理器，或把微传感器和微处理器及相关集成电路(运算放大器、A/D、D/A、存贮器、网络通讯接口电路)等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。

网络化方面，目前主要是指采用多种现场总线和以太网(互联网)，这要按各行业的需求，选择其中的一种或多种，近年内最流行的有FF、Profibus、CAN、LonWorks、AS-I、Interbus、TCP/IP等。

除微电子机械系统技术外，新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术，如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。

多传感器数据融合技术形成于20世纪80年代，如今正在形成热点，它不同于一般信号处理，也不同于单个或多个传感器的监测和测量，而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高，在信息获取基础上，多种功能进一步集成以至于融合，这是必然的趋势。

多传感器数据融合技术概括为：把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合，采用计算机技术对其进行分析，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，加以互补，降低其不确定性，获得对被测对象的一致性解释与描述，从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性，使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现，包括数据层(像素层)融合、特征层融合、决策层(证据层)融合。由于它在容错性、互补性、实时性、经济性等方面优越于单一传感器信息，所以逐步推广应用。应用领域除军事外，适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。

第二篇：传感器产业调查报告

关于传感器产业调查报告

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传感器作为能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）的一种物理装置或生物器官，从发现开始就一直备受人们的关注。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器，因此可以说，传感器是人类五官的延长。随着我国传感器市场迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外传感器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提升市场竞争力十分关键。为此，为了了解我国传感器产业的发展，本人在2012年3月20日—2012年3月29日期间，对我国传感器产业进行了一定调查，具体情况如下：

一、调查目的为了比较清楚地了解我国传感器产业近几年来的发展情况、发展趋势、发展规模

二、调查对象及一般情况

调查对象：中国近几年来传感器产业的发展

一般情况：我国改革开放30多年来，在“发展高科技，实现产业化”、“大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用”等一系列政策导向和支持下，在蓬勃发展的我国电子信息产业市场的推动下，传感器已形成了一定的产业基础，并在技术创新、自主研发、成果转化和竞争能力等方面有了长足进展，为促进国民经济的发展作出了重要贡献。

三、调查方式

本次调查采取的是网上调查。查阅了大量关于我国传感器产业的新闻与论文，对这些内容进行分析、对比、总结。

四、调查时间

2012年3月20日—2012年3月29日

五、调查内容

主要调查的是我国近几年来传感器生产种类，各类传感器行业的发展情况，发展趋势和发展规模。

六、调查结果

我国传感器行业虽然起步较早，但是直到1986年“七五”开始才正式将传感器技术列入国家重点攻关项目，展开了以机械敏、力敏、气敏、温敏、生物敏为主的5大敏研究。经过几十年年对国外传感器技术的引进、消化、吸收，现阶段，我国已经形成了一定规模的传感器生产能力，研究开发领域由单一的品种扩展到光敏、热敏、力敏、电压敏、磁敏、气敏、湿敏、声敏、射线敏、离子敏、生物敏等传感器类型，主要产品研制领域与国外已经基本相当。其中，热敏电阻器、ZnO压敏电阻器、可燃性气体传感器、发光二极管等十几个品种已经形成了一定规模的生产能力。

目前中国大陆有455家从事敏感元件及传感器生产厂家，而整个产业链上下游所涉及的企业更是多达1,400多家，传感器年产量突破24亿只，呈现出良好的发展态势。但敏感元件与传感器的研制、生产集中在东部沿海地区，产量较大的企业包括欧姆龙（上海）有限公司、爱科电子（珠海保税区）有限公司、杭州大和热磁电子有限公司、精量电子（深圳）有限公司等，而其它95%以上属小型企业，综合实力较强的骨干企业较少。目前能批量生产的产品涉及光敏、电压敏、热敏、力敏、气敏、磁敏和湿敏7大类，约3,000多个品种，年销售量较高的企业集中在北京、上海、江苏、陕西、广东、浙江等省市。

纵观整个传感器行业,你会发现它有如下几个特点：

（1）产商多，但是上规模的企业却很少。在国内传感器生产企业中90％以上均属于小型企业，很多还都是大专院校和研究所开办的“校办厂”。由于传感器制造早期的投入无需很多，所以有很多民营等小资本介入。

（2）地区发展不平衡。国内传感器生产企业主要集中在陕西省以及东部、沿海地区，西部其他地区以及内陆地区相对较少。

（3）品种多，档次不高。大量小企业的存在使得低端传感器领域，国产传感器的价格竞争进入了惨烈的状态，而另一方面，在高、精、尖领域，国产传感器经营惨淡。目前全球传感器种类约有2万种，而中国大陆目前仅有3,000多种，尚有大量的品种短缺。

（4）产业化技术水平低。我国对传感器技术研究开发阶段的资源投入相对比较重视，但却相对忽略了产业化基础性的开发，对产品化、商品化的基础技术的开发严重滞后，材料、制造工艺和装备、测试及仪器等相关和配套的共性基础技术相互脱节，制约产业化的进程，与国际水平相比落后10-15年。

（5）缺乏专业人才。传感器行业涉及物理、化学、生物、电子，甚至计算机网络等多门学科，其应用领域之广在整个电子行业可以说再无其他产品可以超过它，要掌握其基本原理并应用于生产实践难度颇大。由此，虽然传感器行业的发展前景极高，但相对于计算机、网络、半导体集成电路设计、通信等专业来说，传感器技术的专业人才极度缺乏。

当然，从80年代开始发展传感器技术至今，也取得了一些骄人的成绩。虽说规模有限，但是也给了我们一定的信心，看到了前途的光明：

（1）综合实力得到了加强。

（2）拓宽了开发领域。我国传感器产业已经由过去的少数品种扩展到光敏、热敏、力敏、电压敏、磁敏、气敏、温敏、声敏、射线敏、离子敏、生物敏等各种传感器，以及变送器、二次仪表等多种类、多形式产品，与国外研制相当。

（3）扩大生产规模。热敏电阻器、ZnO压敏电阻器、可燃性气体传感器、光电二极管等十几个品种已经形成一定规模的生产能力。经过“九五”阶段的努力，已建成了敏感技术国家重点实验室以及传感器工程研究中心。

现在，我国传感器产业正处于从传统型向新型转变发展的重要结点，逐渐向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化的方向发展。具体来说，呈现如下特点：

（1）很多企业具备了从传感器研发到生产一条龙的实力，正在迈向自主创新与国际合作相结合的跨越式发展道路，这将使得我国在不久的将来成为世界主要传感器产品生产国之一。

（2）传感器产品结构向全面、协调、持续性的方向发展。并将根据市场需求，不仅要稳固传统型传感器的市场，做好传统型传感器质量升级与产量增长，还要加强新型传感器的研发，尤其是长期被国外传感器厂家所占领的领域。如此保证传感器各门类和品种比例适当，同时存在，满足不同的需求，形成一种“新旧交替、远近结合、品种齐全”的新的产品结构。

（3）企业生产能力向规模经济或适宜规模经济方向发展，从很多行业的发展可以看出：规模经济出效益，同样传感器产业也不例外。以后，物联网、消费电子、汽车行业的传感器的需求将成跨越式发展，很多传感器年需求量都可能达上亿只，没有规模经济很难满足这方面的需求。另外，实现规模经济生产后，可以很大程度的降低生产成本，实现传感器产品的商品化。

（4）传感器厂家向专业化发展，各个厂家生产的产品门类少而精，将出现很多专门生产某一应用领域需求的特殊传感器系列产品以获得较高的市场占有率的企业。这样既有利于各个传感器企业的专业化合作生产，还可以有效地避免企业内部的“大而全”，提高企业的经济效益。

（5）推动传感器生产技术向半自动化或自动化的方向发展。现在国内传感器工艺线技术水平不一，多数工艺已经能够实现单机自动化，但距离生产过程自动化还有一段路程。生产自动化可以减少人为因素造成的生产次品，提高产品合格率。

（6）企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化、吸收与自主创新的方向转移，开发出具有自主知识产权的传感器产品。只有掌握了先进的技术，才能赢得竞争主动权。

（7）企业经营应该先稳住国内市场，然后积极拓展国外市场，实现两个市场相结合的国际化发展。

（8）企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。集团化大公司将越来越显示出它的垄断作用，占据很多小企业无法企及的市场；而专业化生产的中、小企业因其灵活多变的性能，在小量产品的需求上转变更快，仍具要其生存、发展的空间。

那我们的发展途径又有哪些呢？我们都知道传感器的核心部件是敏感元件，其作用是感受、检测未知量。开发新型传感器，其途径大致为以下几个方面：

（1）采用新的材料。由于材料科学的进步，新功能材料的开发将导致新的传感器出现。半导体材料研究的进展，促进了半导体传感器的迅速发展；光导纤维的问世，产生了各种光纤传感器。

（2）采用新的加工方法。随着生产工艺水平的不断提高，新的加工方法不但能使传感器的性能指标得到提高、应用范围得到扩大，还可以加工出原有工艺不能制造的新型传感器。采用集成工艺和激光电阻微调技术，可制成集成温度传感器等。

（3）采用新的原理。随着各相关学科的发展，人们对非电量转化为电学量的认识逐步加深，它们之间新的转换关系必将导致新型传感器的诞生。

（4）采用新的构思。许多古老的原理或设计，在巧妙的构思下可以产生出新的传感器。对热敏感的热敏电阻可做成温度传感器，也可把酶固定在电阻表面，用来检测酶反应中产生的热量，根据酶反应的专一性，就可测定酶的底物的含量，从而做成各种酶热敏电阻生物传感器。

七、调查体会

我国传感器产业在市场需求的引领之下，正一步步迈向辉煌的时代。在传感器技术研究方面，正在逐渐缩小与国外的差距，逐渐夺取被他们长始以往占据的市场。在竞争日趋激烈的今天，我国生产的传统传感器，如力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器，产销形势稳中有升，不仅在国内市场的份额逐步增长，还满足了部分国外市场的需求。

第三篇：智能传感器产业研究报告

智能传感器研究报告

一、智能传感器的定义

智能传感器系统是一门现代综合技术，是当今世界正在迅速发展的高新技术，至今还没有形成规范化的定义。

定义1：《智能传感器系统》书上的定义：传感器与微处理器赋予智能的结合，兼有信息检测与信息处理功能的传感器就是智能传感器(系统)；模糊传感器也是一种智能传感器(系统)，将传感器与微处理器集成在一块芯片上是构成智能传感器(系统)的一种方式。定义2：《现代新型传感器原理与应用》书上的定义：所渭智能式传感器就是一种带行微处理机的，兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。

决定传感器是否智能化的首要因素是其的精度，同时它还应具备良好的可靠和稳定性。传感器可进行数字滤波等分析处理，过滤掉无用的数据，及在多参数状态下对特定参数测量的分辨能力。传感器最重要的智能表现是能够管理自己。通常的标志是带有标准数字总线接口，能将所检测到的信号经过交换处理后，以数字量的形式通过现场总线与上位计算机进行信息通信和传递。

智能传感器要具备一定的判断、分析和信息处理能力，能够根据整个系统的工作情况调节各部分与上位计算机的数据传送，使系统工作在最优低功耗状态和传送效率优化的状态。

二、智能传感器的结构 智能传感器主要由传感器、微处理器及其相关电路组成。传感器将被测的物理量转换成相应的电信号,送到信号调理电路中,进行滤波、放大、模-数转换后,送到微计算机中。计算机是智能传感器的核 1

心,它不但可以对传感器测量数据进行计算、存储、数据处理,还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于计算机充分发挥各种软件的功能,可以完成硬件难以完成的任务,从而大大降低传感器制造的难度,提高传感器的性能,降低成本。

如果从结构上划分，智能传感器可以分为集成式、混合式和模块式。集成智能传感器是将一个或多个敏感器件与微处理器、信号处理电路集成在同一硅片上，集成集成度高，体积小，但目前的技术水平还很难实现；将传感器和微处理器、信号处理电路做在不同芯片上，则构成混合式智能传感器，目前这类结构较多；初级的智能传感器也可以由许多互相独立的模块组成，如将微计算机、信号调理电路模块、数据电路模块、显示电路模块和传感器装配在同一壳结构内则组成模块式智能传感器。

三、智能传感器的应用与方向

（一）智能传感器的应用

智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。在工业生产中,利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等),利用神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算,可推断出产品的质量。

（二）智能传感器的应用方向

虚拟化、网络化和信息融合技术是智能传感器发展完善的3个主要方向。虚拟化是利用通用的硬件平台充分利用软件实现智能传感器的特定硬件功能,虚拟化传感器可缩短产品开发周期,降低成本,提高可靠性。网络化智能传感器是将利用各种总线的多个传感器组成系统并配备带有网络接口(LAN或Internet)的微处理器。通过系统和网络处理器可实现传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间数据交换和共享。多传感器信息融合是智能处理的多传感器信息经元素级、特征级和决策级组合,形成更为精确的被测对象特性和参数。

（二）智能传感器的衍生用途

1、无故障通信。智能传感器的优势，是能从过程中收集大量的信息以减少宕机时间及提高质量。

2、智能传感器必须具备通信功能。除了满足最基本应用的反馈信号，智能传感器必须能传输其它信息。”这可以是叠加在标准4-20 mA过程输出、总线系统或无线安排上的HART（可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议）信号。该领域正在增长的因素是IEEE 1451——一系列旨在为不同厂家生产的传感器提供即插即用能力的智能传感器接口标准。

3、诊断与程序。智能传感器可对其运行的各个方面进行自监控，包括摄像头的污浊，超容忍限或不能开关等，除此之外，还有线圈监控功能。智能传感器必须首先能监视自身及周围的环境，然后再决定是否对变化进行自动补偿或对相关人员发出警告。

四、智能传感器的发展现状

中国传感器的市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%，2003年销售额为186亿元，同比增长32.9%；而世界非军用传感器市

3场1998年为 325亿美元，平均增长率为9%，2008年增加到506亿美元。2009年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42.5%，市场规模达到138.9亿元，传感器整个市场突破327亿元。预计2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。其中压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。近年来传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS传感器（MEMS是微机电系统

（Micro-Electro-Mechanical SySTems）的英文缩写。MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。）、生物传感器等新兴传感器。目前国内都已经有若干家企业研发成功兼容GPS和北斗二代的双模导航定位芯片。民用GPS北斗二代双模双通道射频芯片的代表厂家主要有西安华迅、重庆24所、中科院微电子所等;基带芯片厂家主要有北京和芯星通、西安华迅、北京东方联星和杭州中科微等。有关双模双通道射频芯片，目前国外还没有厂家报道研发成果，可以说国内处在领先地位。从关键指标来看，国内芯片的电流、面积还比较大，抗干扰性需要提高。

五、智能传感器的相关政策

（一）工信部正式出台了《物联网“十二五”发展规划》，规划强调“十二五”期间主要任务包括以下几方面：一是攻克核心技术，包括信号感知、传输、处理技术，重点支持RFID标签、智能传感器、4二维码芯片等上游传感器领域；二是加快标准建设，建立物联网标准体系框架、共性和关键技术标准和重点应用行业标准；三是积极开展示范项目，重点支持工业、农业、流通业等领域；在基础建设方面，建设智能交通、智能电力、智能环保等，在生服务方面，支持物联网在公共安全、医疗卫生、智能家居等方面应用。

（二）《江苏省科技发展“十一五”规划纲要》苏政发„2006‟52号。围绕电子信息、汽车电子和现代装备制造业发展需求，研究开发电子信息装备关键技术和高精度、高可靠、高环境适应性的新型仪器仪表，重点发展新型虚拟仪器、测试仪器、电子元器件及传感器，以及微加速度计、微机电光纤陀螺、微动力传感、生物传感器等微机电系统（mems）技术与产品。

（三）工信部《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》中明确的指出新型元器件技术开发将重点围绕敏感元件和传感器等。

第四篇：我国传感器的发展

中国传感器行业发展现状及历程回顾

我国传感器行业已经历了50个春秋，20世纪80年代，改革开放的春风给传感器行业带来了生机与活力；90年代，在党和国家关于“大力加强传感器的开发和在国民经济中普遍应用”的决策指引下，传感器行业进入了新的发展时期，经过多年的发展我国传感器行业形成了一定的优势，但是不足之处也比较明显。优势有：已经形成了研究、生产和应用体系、人材队伍和部分传感技术的优势，是进一步发展的基础；有一批先进的成果，如刀具／砂轮监控仪系列成果，石油油井用高温、高压传感检测系统、高精度热敏检测传感等等；有一个量大面广的用户市场；不足之处有：研究开发战略在系统性上的不足，如：传感器与传感系统未能统一布置，形成两套并列，相互脱节的攻关；对传统传感器的革新改进不足，微小型化步子慢，在国内与国际市场上形不成竞争力；加紧特殊环境和工程项目传感技术的研究开发；集成化、智能化和纳米技术与国外差距大。

从总体发展看，传统硅技术将一直延续到2047年，才趋达到芯片特征尺寸的极限和衰退。而当前微电子技术仍将依循“等缩比原理”和“摩尔定律”两条基片规律，在尽力逼近传统硅技术极限中，不断扩展硅的跨学科横向应用（如MEMS等）和突破“非稳态物理器件”（量子、分子器件），这也是当前乃至未来20年传感器技术的主要发展方向。

当前我国正在重点开发的MEMS（微电子与微机械的结合）、MOMES（MEMS与微光学的结合）、智能传感器（MEMS与CPU、信息控制技术的结合）、生物化学传感器（MEMS与生物技术、电化学的结合）等以及今后将大力开发的网络化传感器（MEMS网络技术的结合）、纳米传感器（纳米技术与传感器技术的结合）均是多学科、多种新技术交叉融合的新一代传感器。

不过，我国传感器的技术水平仍落后于世界水平5～10年，规模化生产与国外有较大差距。

中国传感器发展历程阶段回顾

“十一五”——2006年十届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展

第十一个五年计划纲要。自此拉开了“十一五”的大幕。“十一五”规划纲要中着重强调了

推进工业结构优化升级，其中提升电子信息制造业，培育生物产业，推进航空航天产业，发展新材料产业等计划的提出，以及对传统制造业和新能源开发等项目的实施无疑为中

国传感器的技术发展和市场空间的开拓提供了有力的支持。

前阶段工信部下发了《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》

中明确的指出新型元器件技术开发将重点围绕敏感元件和传感器等。并且对于传感器产

业化发展提供了规划和政策支持。从“十一五”规划纲要至今从中国传感器市场虽然经历

了金融危机的冲击，但是总体保持着强势快速度发展格局，最新传感器技术大多首先在国外发展起来，但是真正的应用却往往首先在中国实现，这正是源于中国庞大而多样的传感器市场特点。相信通过“十一五”重要的发展期中国传感器技术将有进一步跃升，逐

步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距。

“十五”其间，为了发展先进制造与振兴机械工业的要求和国内外发展趋势的分析，传感技术攻关的目标是：提高传统传感技术等级、可靠性和可应用性水平，增强竞争力；积极创新系统，开发新产品，缩小差距，支持和促进我国先进制造技术的发展，振兴制造业。传感器技术国家指定的科技攻关范围较小，仅选择了少数项目，集中在几个单位内进行，MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动；一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。我国开发新一代的高、精、尖传感器已具备条件，如光纤、红外、超声波、生物、智能及模糊控制传感器，采用MEMS技术制作微传感器等，这些新产品逐步实现了CAD设计、全部实现可靠性设计，质量分析及质量信息管理均采用计算机化。

“九五”其间，通过科技攻关，传感器技术领域水平得到较大的提高。主要以工业自动控制、机电一体化、科学测试仪器为服务领域,以市场需求为导向，以提高敏感元件及传感器的技术水平、可靠性水平和产业孵化为目标,安排工程化研究、新产品、共性关键技术攻关三个层次内容。传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。

在研发主力军的建设方面，主要表现在：建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的已有50多家。

“八五”以来，在国家的支持下，我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〞89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。

“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。

“陕西基地”，主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济。

“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济。

多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。

第五篇：光伏产业中的传感器探讨 论文

兰州职业技术学院光伏材料加工与应用技术

《自动检测与传感器技术》

光伏产业中的传感器探讨

系别：机电工程系

专业：光伏材料加工与应用技术班级：12级光伏（1）班学号：20121462

姓名：张亮

光伏产业中的传感器探讨

引言

随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，新能源的研发尤为重要，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。在利用太阳能发电的方案中，光伏发电正在逐渐兴起，传统的测量控制系统已经无法满足科技日新月异的节奏，本文中的众多传感器在现代光伏产业中起到了举足轻重的作用，减轻了人力的浪费，方便统一管理，实施监控以获得实时的参数，对光伏的生产、课题研究提供最有效的帮助。本文涉及到的各类传感器，全方位监测，以实现自动检测控制的目的，方法简单有效。

关键字：温度传感器、湿度传感器、追日传感器、风向传感器、风速传感器、日照时数传感器、霍尔电流传感器

1.温度传感器

温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。

温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段：一是传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换。二是模拟集成温度传感器/控制器。三是智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

温度传感器在光伏系统中是不可缺少的，有了它将会自动检测太阳电池板的温度、空气温度，为系统提供最准确数据，通常与它匹配使用的还有下面介绍的湿度传感器。

2.湿度传感器

湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感

湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。利用湿敏元件的电器特性随温度的变化而变化的原理进行测量。

3.追日传感器

追日传感系统主要由4个光敏电阻，俯仰角跟踪电路，方位角跟踪电路和驱动电路组成。由于该结构成对称组态，故当追日传感器正对太阳时，4个光敏传感器阻值相同。当该装置于太阳成一定角度时，由于遮光板会遮挡住太阳光，使得左右或上下的光敏传感器阻值产生偏差产生差分信号。

只要传感器没有正对太阳，由于挡光系统的作用，必会引起光敏传感器阻值产生偏差，因而引起的东西跟踪信号或是上下跟踪信号被送如到驱动电路中，使得电机发生相应的跟踪行为，达到跟踪的目的。当一次跟踪动作完成时，追日传感器正对太阳，光敏传感器阻值相同，没有发出差分信号，跟踪正确。等待太阳移动一定角度是载进行下一次跟踪。

追日传感模块可以安装在太阳能跟踪系统中，让整个机构对太阳进行跟踪，以更有效地将太阳能转化为热能，机械能，电能和化学能。其中，光能热能化利用最为广泛，开发最为普遍。本装置也可应用在家庭，为家庭提供绿色能源，或是应用在大型光伏电厂。现在，太阳能光能的应用也正在慢慢兴起，即太阳能照明系统。该系统通过追日传感器对太阳进行跟踪，再由光纤引入太阳光，对相应场所进行照明，比如地下室太阳能光能照明系统。因此，这种照明是一种环保节能的照明方式，可以有效减少化石燃料的使用，减少温室气体的排放，保护地球环境。同时该传感器也可以应用在普通光源跟踪器而应用在其它方面。

4.风向传感器

风向传感器，是一种以风向箭头的转动探测、感受外界的风向信息，并将其传递给同轴码盘，同时输出对应风向相关数值的物理装置。风向传感器由风杯、传感器主体、电路模块、传输电缆等装置构成。可测量室外环境中的近地风向，按工作原理可分为光电式、电压式和罗盘式等。

风向传感器体积小、重量轻，便于野外携带和组装；系统采用低功耗环保节能设计和数字处理技术，检测精度高；量程宽，稳定性好；数据信息显示线性度高，信号传输距离长，抗外界干扰能力强；结构设计合理，可准确定位。

5.风速传感器

风速传感器风速、风量（风量=风速x横截面积）大小，能够对风速风量进行实时显示，是通风安全参数测量的重要仪表。在光伏系统中，风速传感器对太阳能发电站的电池板进行控制（主要运用于高倍聚光、双轴跟踪等），在风力超过一定值以后，转动电池板，使之不被破坏。

一个优质的风速传感器应具备以下特点：自动调节零点功能；自动调节灵敏度功能；就地显示测量值；声光报警功能；稳定性好。

6.日照时数传感器

日照时数传感器由高透光学玻璃罩、感光元件、信号处理电路、时钟运算电路、表体等部分组成。经过校正的辐射感光元件将环境中的辐射值传递给传感器内部的信号处理电路，处理器一旦判断信号大于120W/m2即开始计时，计时为累加方式，直至当天24点时刻后自动清零。在此期间，外界可随时向传感器获取累计日照时数值。

设备特点：集成实时时钟，可通过数据线自动校时；低功耗设计，一次更换电池最低使用1年；可选模拟电压/电流、PWM或RS485信号输出。

7.霍尔电流传感器

光伏作为清洁能源，具有低污染、高效率等优点，电流电压传感器作为核心检测元器件，在光伏整体发电的过程起到至关重要的作用。基于霍尔闭环原理的电流传感器在光伏汇流箱中的基本应用，针对光伏阵列中的每一块电池板的电流进行监测，及时发现“鸟粪效应”，并且使电站维护人员尽快对电池板进行调整，尽可能的是电池板的效应最大化。

霍尔传感器不论是开环还是闭环原理，基本的性能区别不大，基本的优点在于：响应时间快、低温漂、精度高、体积小、频带宽、抗干扰能力强、过载能力强。

PCB霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理，当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边IP产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。

霍尔电流传感器具备以下一些特点：采用镀金焊针，在高潮湿及高温氧化条件下具有导电性好，抗氧化能力强的特点；采用闭环霍尔原理，具有精度高，响应时间快的特点；体积小，低温漂，故障率低。

由于成本的问题，传统的光伏汇流箱是不需要霍尔电流传感器来对电池板的电流进行监测的，但是随着光伏系统的不断完善，对于电池板的电流进行监测也相应的增加。JCE15-TSNP系列霍尔电流传感器是对每一路的光伏电池板电流进行监测，按照光伏汇流箱分4路、6路、8路、12路、16路等，电流传感器也按照路数相对应进行匹配，霍尔电流传感器采用单电源+5V供电，输出信号是2.5V±0.625V,输出的信号给信号采集装置，转换成RS485信号，然后再准换成RS232信号，最终送到监控室。

结语

太阳能是已知的最原始的能源，清洁可再生，分布广泛。而在太阳能利用系统中，如何提高能源的利用效率是关键，因此，传感器的使用显得尤为重要。传感器具有结构简单，性能稳定，并且能达到较高的稳定性，结构合理紧凑，实用性强，可以有效利用太阳能。