中國國際測量控制與儀器儀表展覽會主辦的“傳感賦能智慧制造”云講堂準時開講。煒盛科技研發經理高勝國在直播中做了以“智能時代傳感器產業發展態勢”為主題的線上分享。

傳感器作為信息時代的感知層，是物聯網、大數據、智能制造、智慧城市等領域的基礎和數據來源，其發展和應用是衡量一個國家信息化程度的重要標志。近年來，隨著人工智能技術的不斷突破，智能傳感器成為了一種新的市場需求。智能傳感器具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。

高經理在直播中重點分享了基于微納米材料的MEMS氣體傳感器以及基于微納米材料的柔性壓力傳感器、流量傳感器、加速度傳感器。

01

基于微納米材料的MEMS氣體傳感器

目前，氣體傳感器的應用日趨廣泛，在物聯網等泛在應用的推動下，其技術發展方向開始向小型化、集成化、模塊化、智能化方向發展。基于MEMS的設計方案將成為未來氣體傳感器的主要發展方向之一。

圖｜MEMS氣體傳感器的特點

MEMS金屬氧化物半導體氣敏傳感器采用微電子技術的成膜工藝在硅襯底上淀積金屬氧化物敏感層，利用敏感層下的電阻做加熱器，利用二極管做測溫元件，必要的信號電路和讀出電路也可以集成在同一硅芯片上。其特點在于將加熱電極、絕緣層和測試電極一層一層依次堆積疊加在一起。

圖｜MEMS氣體傳感器微熱板工藝

MEMS空氣質量傳感器

GM-502B

MEMS工藝，抗震性能好

功耗低，可電池供電

貼片焊接

MEMS氣體傳感器選型參考

應用領域

舉例

智能家居空氣質量監測

智能出行空氣質量監測

智能手機應用

02

基于微納米材料的MEMS流量傳感器

方向和流體流速傳感器對于不同的工業、醫療和環境應用都是至關重要的。流量傳感器可在諸如密度測量、粘度測量、流型確定和壁切應力確定等應用中量化氣體和液體流動的方向和速率。

MEMS流量傳感器選型參考

應用領域舉例：

智能醫療

智能工業

03

基于微納米材料的柔性壓力傳感器

納米柔性壓力傳感器是基于納米智能材料和仿生感知能力的柔性智能感知器件，采用了先進的納米技術、柔性電子學技術、印刷電子技術等前沿技術，通過納米尺度、界面、結構設計實現微納傳感器仿生增強感知。壓力傳感器的應用與我們的生活十分貼近，比如智能手機的壓力屏，內部遍布壓力傳感器。

04

基于微納米材料的加速度傳感器

這類傳感器以納米粉體材料為核心部件，分為

電荷型壓電加速度傳感器（pC/g）和IEPE型壓電加速度傳感器（mV/g）。傳感器常用結構有壓縮式、平面剪切式、三角剪切式、環形剪切式。

風電領域是目前使用振動最大的單一領域，水廠水泵機組監測、化工領域應用加速度傳感器也越來越普遍。

傳感器行業的發展已經進入了一個新的時代，網絡傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進入國內市場，進入我們的生活。當前技術水平下的傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向發展。

材料：

敏感材料向納米尺寸發展

結構：

向小型化、集成化、智能化、模塊化發展

性能：

向檢測量程寬、檢測精度高、抗干擾能力強、性能穩定、壽命長久發展

今后，隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析算法的繼續向前發展，未來的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。

問答環節：

問1

MEMS傳感器的功耗大約是多少？

一般是30多mW

問2

氣體傳感器是不是受環境影響更大一些？

會受到溫度濕度和周圍環境里干擾氣體影響，可以通過溫濕度補償或者算法進行修正

問3

抗震性能如何？用于車載產品有哪些注意事項？

MEMS氣體傳感器相對于傳統結構的傳感器，因為引線沒有受到芯片自身重力的影響，抗震性能優于傳統結構氣體傳感器。

問4

你家的流量傳感器跟其他家相比，區別和優勢在哪里？

功耗更低，量程更全

問5

柔性壓力傳感器的應用比較成熟的產品是哪些？

TWS耳機、點讀筆、可穿戴設備等很多產品

問6

目前MEMS傳感器有什么突破？功耗大嗎？

除本身采用MEMS工藝降低能耗外，可以脈沖供電或者間隔采樣來降低總體功耗。