在工業(yè)4.0、智能制造以及物聯(lián)網推動下,傳感器得到進一步應用和完善。本文帶您管中窺豹,一窺工業(yè)傳感器的新趨勢。
市場預計2015年全球傳感器市場規(guī)模達到1814億美元,而中國將占據(jù)三分之一的市場份額。未來,傳感器市場的增長點將更多集中在無線傳感器、MEMS和生物傳感器領域。如此龐大的市場規(guī)模,將會誕生更多的企業(yè)和拓展出更多應用。
但是工業(yè)傳感器領域普遍存在一個難點,那就是傳感器在使用一段時間后,受產品老化、參數(shù)漂移等因素影響,檢測將不可避免出現(xiàn)誤差,并且很難調整修正。為此,許多產品經理和研發(fā)工程師付出無數(shù)汗水,但是效果顯然并不如意。
另一方面,在工業(yè)4.0、智能制造以及物聯(lián)網的推動下,傳感器應用將無處不在,而誤差的問題也將會日益凸顯。與此同時,新的應用領域也對傳感器提出新的要求,在產品集成度、有線無線接口協(xié)議、功耗性能等方面必須進一步完善,以提高傳感器靈活性和成本優(yōu)勢。
管中窺豹,一窺工業(yè)傳感器的新趨勢
工業(yè)4.0是一個范圍廣泛的概念,主要是利用信息系統(tǒng)將生產過程中的供應、制造等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)化,方便對生產過程進行管理、分析和提升,以此提高制造業(yè)的智能化水平。因此,在生產的過程中,傳感器神經網絡的重要性自然不言而喻。
傳感器網絡的檢測精度和性能直接影響生產的效率。納芯微電子總經理王升楊表示,越來越多的集成化方案開始大量應用,主要表現(xiàn)在以下兩方面。其一:利用ASIC代替分立電路,使傳感器具備更好的移植性,縮減成本,例如:TI之前的壓力變送器方案都采用分立電路形式,BUF、ADC、處理器等都是獨立器件;TI最新推出的方案是完整ASIC芯片,集成所有邏輯功能;其二:多品種的傳感器ASIC開始橫向集成,例如:工業(yè)現(xiàn)場溫度控制方案,原本都使用RDD、熱電偶等獨立電路和輸出,新產品已經可以實現(xiàn)32通道的同時測量,每種通道之間可以搭配組合,實現(xiàn)RDD、熱電偶、二極管等各種方式的測量,管理起來非常方便。
另一方面,生產效率與傳感器設備之間協(xié)同工作能力戚戚相關。但是,現(xiàn)階段傳感器還是以模擬信號輸出為主,只能實現(xiàn)信息的單向流動,不能對傳感器進行調整、配置,并且模擬輸出能攜帶的信息量非常有限,只能發(fā)送傳感器的檢測信息,對于傳感器自身診斷、ID、運行狀態(tài)等信息難以實現(xiàn)傳輸。因此,數(shù)字化接口是后續(xù)發(fā)展的必然趨勢,例如:HART協(xié)議、CAN總線、點對點IO_link總線等,可以實現(xiàn)雙向通信,實時配置傳感器狀態(tài)。
“功耗是傳感器網絡必須要面臨和改善的問題。”王升楊繼續(xù)說道,因為傳感器網絡系統(tǒng)將會越來越龐大,每一個傳感器設備的功耗累加起來,就意味著巨大的成本支出。另外,許多工業(yè)應用場合還是電池供電,續(xù)航能力很難保障。所以,在傳感器設備中,傳感器、信號處理器、電源管理、MCU、無線通信等都需要實現(xiàn)低功耗處理,以提高設備的續(xù)航能力。
因此,管中窺豹,可見一斑。集成度、接口、功耗也只是傳感器發(fā)展趨勢的冰山一角,未來傳感器更多將會與垂直領域的算法緊密合作,共同推動智能化的發(fā)展。
各顯神通,傳感器誤差的解決方法
在工業(yè)生產中,傳感器檢測的微小誤差很可能導致企業(yè)的巨大損失,這是企業(yè)非常不愿意看到的情況。那么,傳感器的誤差如何避免呢?以下是傳感器行業(yè)專家在產品應用中的案例,也許能給大家提供不少參考。
智能抄表帶來非常方便的體驗,同時也存在許多問題。新奧副總經理董勝龍表示,如果抄表的數(shù)據(jù)完整性和及時性存在問題,將會導致體驗非常差。這往往是多個原因造成,第一是氣氛傳感器只能識別,不能很好的定量分析;第二是結構設計和生產工藝不成熟,導致一致性存在缺陷;第三是電表缺乏主動傳感器,每一個電表從出廠到應用,大多都需要現(xiàn)場充氣修正補償系數(shù)。新奧的解決辦法主要采取以下幾步:
其一:研究組分傳感器的計量原理,形成計量動態(tài)補償方案,通過大量實驗驗證,解決組分適應性的問題;
|