工业4.0，传感器大有可为
- 2020/10/13 16:41:47 19409
- 来源：传感器专家网
许多嵌入式传感器已合并到传统和现有的传感器节点平台中。这些嵌入式传感器节点通常是物理上较小且相对便宜的计算机，每个计算机都有一组传感器或执行器。实际上，嵌入式传感器是放置在物理现实世界中与周围环境交互的嵌入式计算机的一部分。
不断扩展的嵌入式传感器应用领域
随着传感器和软件组件方面的现代硬件进步，嵌入式传感器已成为嵌入式计算的活跃且不断发展的领域，人们可以看到其在许多领域的不断扩展的应用。物联网平台可使用各种传感器运行并提供各种情报和数据。它们用于收集数据，推送数据并与连接的设备的整个网络共享数据。所有这些收集的数据使设备可以自主运行，并且整个生态系统每天都在变得“更智能”。
医疗设备今天用于诊断，监测或治疗疾病，或为身体残障人士提供支持。各种类型的传感器用于医疗应用，包括温度探头，肾脏透析机中的力传感器，麻醉输送系统中的气流传感器以及输液泵和睡眠呼吸暂停机中的压力传感器。植入式起搏器是一种实时嵌入式传感器系统，可向心肌传递同步的节律电刺激，以维持有效的心律。传感器科学与工程实际上涉及生活的各个方面，包括安全，保安，监视，监视和一般的意识。传感器对于用于过程控制，监视和安全的工业应用至关重要。
当今的传感器和检测器在确保核工厂工人安全方面起着重要作用。已经开发了核粒子传感器来检测辐射类型。如今，代替用于核粒子检测的管子和腔室，可以使用多种固态传感器。固态传感器使用硅，锗和碲化镉锌等材料将入射辐射直接转换为电流。这些传感器具有很高的能量分辨率，这使其适合检测精确的辐射能量。可以使用硅PIN光电二极管检测α，β，γ和X射线辐射。
α射线，β射线和γ射线以及中子是电离辐射的常见形式。核电厂的工人接受低剂量的辐射。原子能管理委员会(AERB)指出，暴露于高水平的电离辐射下会导致癌症，因此规定了工人的辐射剂量限值。印度核电有限公司(NPCIL)制定了严格的程序，以保持对工人的辐射剂量在限制范围内。因此，要定期记录和监控工人收到的辐射剂量。
在汽车领域，安全性，快速识别，及时采取行动，可靠的通知和警告消息对自动驾驶汽车至关重要。这些由用于自动驾驶车辆的嵌入式MEMS传感器进行监控。嵌入式传感器系统包括摄像头，雷达，基于光的雷达(LiDAR)系统，超声传感器，轮速传感器和定位系统(GPS)。
摄像机和雷达系统确实为所有级别的自动化发挥了先决条件。摄像机使用图像传感器提供诸如速度，距离以及障碍物和运动物体轮廓的信息。自动驾驶汽车使用后置，前置和360度摄像头。摄像头可帮助驾驶员更好地表示车辆周围的环境。通常，需要四到六个摄像机才能获得逼真的3D图像。前置摄像头系统用于自动检测100-250米范围内的物体。摄像头中的算法可以识别行人，机动车，边条，路边等。这些还可以检测交通标志和信号。即使阳光直射到相机镜头上，也需要相机具有良好的动态范围以提供清晰的图像。
工业4.0，传感器大有可为
如今，传感器业内人士正在努力增强其压力传感器的产品组合，以提高其在各个行业的运营能力，从而推动市场增长。传感器在市场上的升级非常快。实时监控机器参数和设备的目的是要进行预测性维护，此外，由于车间自动化程度的提高，传感器的应用领域也在普遍增长。IO-Link技术是数字技术，已得到几乎所有行业的认可，在该行业中，IO-Link技术希望克服模拟系统的传统挑战，例如EMC问题/信号丢失等，这在模拟信号中非常常见。与模拟系统相比，该技术将降低总成本。它将积极地将来自传感器的大信息带入IoT接口，直接以及PLC。
技术专家希望传感器能够与新的通信协议完美匹配，并且能够以适中的价格在高温，高压和各种环境(例如水下，太空等)中工作。当涉及到传感器对预测和预防未来事件的贡献时，它受事件数据/历史的支配，因此需要对其进行评估以分析任何环境的当前状态，从而得出有关以下方面的结论：恶化水平。
传感器是任何自动化系统的眼睛和耳朵。因此，任何系统的准确性和功效都严重取决于传感器的规格。传感器从基于机械原理开始，到现在甚至已经在无线技术上建立。它们正以越来越多的技术为导向，具有新功能，例如无线传感，IO-Link等。此外，随着工业4.0的到来，传感器的作用将变得越来越重要。在每个点都将需要智能传感器，并且所需信息将从GO / NO-GO输入增加到来自舞台上每个点的详细数据的全新维度。
随着对传感器技术进步的需求不断增长，以满足5G基础架构下的物联网需求，传统的MEMS传感器正面临新一轮的发展。从MEMS制造技术开始，这是所有传感器实际生产的基础，在制造这些新颖的传感器时，已经提出并演示了新的制造方法。就物联网的应用而言，三种主要类型的MEMS传感器将随着工作频率的提高而在几乎所有地方广泛使用。
今天，许多传感器的开发正在进行中。在未来几年，要保持所有发展和可能性的新记录，事情将变得更具挑战性。疫情以及其他病毒性疾病与多种生理变化有关，可以使用可穿戴式传感器进行监测。来自心律的许多指标，例如心率(HR)，心率变异性(HRV)，静息心率(RHR)和呼吸频率(RR)，可以用作疫情感染的潜在标志，并且已经通过可穿戴设备进行测量设备。由于集成了多个测量，因此这些指标的总信噪比(SNR)高于单独的单个原始信号，因此具有更高的预测价值。
种子技术目前正在开发中，以实现长远的眼光，其中包括智能系统，这些系统具有自我监控，自我校正和修复功能，以及能够自我修改或变形的智能系统，与众生不同。系统看到(光子技术)，感觉(物理测量)，气味(电子鼻)，听到(超声波)，思考/交流(智能电子和无线)和移动(集成有执行器的传感器)的能力正在不断提高。迅速发展，并为传感器提供了令人兴奋的未来。
将传感器集成到智能设备和系统中已提高了在本地级别上测量，分析和聚合数据的能力。自主连接的传感器能够选择性地采样和测量许多物理属性。基于固定接入和无线网络不断增强的功能，智能传感器的发展允许收集原始数据，这些原始数据被处理成信息并通过网络连接进行传输，使其成为当今精密电子产品的重要组成部分。
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