在工業(yè)4.0,、智能制造以及物聯(lián)網(wǎng)的推動下，傳感器將會得到進(jìn)一步應(yīng)用和完善,，同時也面臨不小的問題,。
工業(yè)傳感器領(lǐng)域普遍存在一個難點(diǎn),，那就是傳感器在使用一段時間后，受產(chǎn)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(diào)整修正,。為此，許多產(chǎn)品經(jīng)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(wǎng)的推動下,，傳感器應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域也對傳感器提出新的要求，在產(chǎn)品集成度、有線無線接口協(xié)議,、功耗性能等方面必須進(jìn)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(chǎn)過程中的供應(yīng)、制造等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)化,，方便對生產(chǎn)過程進(jìn)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(chǎn)的過程中，傳感器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要性自然不言而喻,。
傳感器網(wǎng)絡(luò)的檢測精度和性能直接影響生產(chǎn)的效率,。納芯微電子總經(jīng)理王升楊表示，越來越多的集成化方案開始大量應(yīng)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(dú)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(dú)立電路和輸出，新產(chǎn)品已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)32通道的同時測量,，每種通道之間可以搭配組合,，實(shí)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(chǎn)效率與傳感器設(shè)備之間協(xié)同工作能力戚戚相關(guān),。但是,，現(xiàn)階段傳感器還是以模擬信號輸出為主，只能實(shí)現(xiàn)信息的單向流動,，不能對傳感器進(jìn)行調(diào)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(yùn)行狀態(tài)等信息難以實(shí)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(diǎn)對點(diǎn)IO_link總線等,，可以實(shí)現(xiàn)雙向通信,，實(shí)時配置傳感器狀態(tài)。
“功耗是傳感器網(wǎng)絡(luò)必須要面臨和改善的問題,?！蓖跎龡罾^續(xù)說道，因?yàn)閭鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將會越來越龐大,，每一個傳感器設(shè)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(yīng)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(shè)備中,，傳感器、信號處理器,、電源管理,、MCU、無線通信等都需要實(shí)現(xiàn)低功耗處理,，以提高設(shè)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(lǐng)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(chǎn)中，傳感器檢測的微小誤差很可能導(dǎo)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(chǎn)品應(yīng)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(yàn),，同時也存在許多問題,。新奧副總經(jīng)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(dǎo)致體驗(yàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝不成熟，導(dǎo)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(yīng)用，大多都需要現(xiàn)場充氣修正補(bǔ)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(jì)量原理,，形成計(jì)量動態(tài)補(bǔ)償方案，通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，解決組分適應(yīng)性的問題,；
其二：通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，形成天然氣特性和傳感器計(jì)量輸出之間,，實(shí)時跟蹤與在線修正的方案,，識別時間小于一分鐘，自動識別80%~97%甲烷含量,；
其三：在保證速度的前提下,，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，減少流速對傳感器的影響,，提高計(jì)量穩(wěn)定性,；
其四：增加儀表的自檢測能力，對儀表的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測報(bào)警,。
由于安裝方便,、無需電源和布線的原因,，無源無線傳感器受到大家的好評，能適用于許多極端的環(huán)境,。賽赫信息科技總經(jīng)理李澤晨說道：“汽車尾氣處理系統(tǒng)中,，尾氣的溫度范圍在600度到1200度之間，導(dǎo)致能夠檢測過氧化硫,、一氧化碳等尾氣的氣體傳感器非常稀缺,，而且傳感器受到的干擾和老化情況也會更加嚴(yán)重。聲表面波傳感器是無線無源傳感器之一,，在老化和環(huán)境干擾的變化過程中,，采用設(shè)置兩個頻點(diǎn)同步漂移的方法，通過兩個頻點(diǎn)的頻率差檢測物理量,，從而得到精準(zhǔn)的檢測值,。”
不過,，在不同的應(yīng)用場合,，誤差產(chǎn)生的原因各有不同，企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況理出根源,，解決誤差的問題,。
總結(jié)
預(yù)計(jì)2015年全球傳感器市場規(guī)模達(dá)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(diǎn)將更多集中在無線傳感器、MEMS和生物傳感器領(lǐng)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(yīng)用。