上海譜閔工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品: IFM易福門開(kāi)關(guān),IFM易福門編碼器,IFM易福門傳感器 |
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更新時(shí)間:2023-11-09 08:06:12瀏覽次數(shù):669
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易福門反射傳感器O6H303*
上海譜瑞特工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司,總部位于中國(guó)上海,在美國(guó)和德國(guó)均有自己的分子公司,從廠家直接拿貨,貨品安全,價(jià)格合理,貨期理想,海外分子公司可以自行報(bào)關(guān),全程一站式服務(wù),為了客戶的需求我們會(huì)盡自己全部的努力,歡迎前來(lái)合作。
易福門電子(上海)有限公司成立于2005年1月,總部位于上海張江技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。易福門品牌創(chuàng)立之初是激情驅(qū)使著創(chuàng)始人為之改善。開(kāi)發(fā)具有品質(zhì)和可靠的傳感器,并提供的客戶服務(wù)。正因?yàn)橛兄@樣的愿景和認(rèn)識(shí),迄今為止的易福門“品質(zhì)”超越 1969 年10 月 ifm開(kāi)始推出的實(shí)體產(chǎn)品。
與您緊密聯(lián)系
經(jīng)過(guò)多年來(lái)與我們客戶的密切合作,我們已在市場(chǎng)中確立了以服務(wù)為導(dǎo)向的傳感器專業(yè)公司地位,且目前我們?cè)?70 多個(gè)國(guó)家擁有超過(guò) 7000 名員工。 盡管我們已發(fā)展為一家大公司,但我們?nèi)员3种鴦?chuàng)立時(shí)期擁有的優(yōu)點(diǎn): 小企業(yè)的靈活性和*性以及集團(tuán)的質(zhì)量和專業(yè)水平。 且我們的客戶目前仍是我們工作的中心 - 與您緊密聯(lián)系。
質(zhì)量和服務(wù)
質(zhì)量對(duì)我們而言是一個(gè)超越實(shí)際產(chǎn)品的詞。 我們的所有流程均專注于客戶服務(wù)和產(chǎn)品質(zhì)量。 我們親自為客戶提供支持 - 無(wú)論是在世界的哪個(gè)位置,使用哪種語(yǔ)言。 如果需要快速響應(yīng),我們的專家會(huì)通過(guò)免費(fèi)服務(wù)提供的支持。 我們利用客戶反饋來(lái)持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。 在特殊的測(cè)試程序中,我們會(huì)讓傳感器承受遠(yuǎn)超過(guò)其期限的負(fù)荷,以確保它們?cè)诳蛻袅鞒讨斜3痔峁┪覀兂兄Z的性能。 此外,每件產(chǎn)品在出廠前均會(huì)接受終檢查。 這是我們所重視的承諾,因此我們?yōu)槊考夸洰a(chǎn)品保修 5 年。
德國(guó)制造
我們 70 % 的產(chǎn)品均是在德國(guó)開(kāi)發(fā)和制造。 我們深感與業(yè)務(wù)據(jù)點(diǎn)德國(guó)緊密相連。 但我們已進(jìn)入想要進(jìn)一步深化我們承諾“與您緊密聯(lián)系”的愿景時(shí)期。 憑借位于美國(guó)、新加坡、波蘭和羅馬尼亞的制造和開(kāi)發(fā)據(jù)點(diǎn),我們將遵循自己的原則,并能以*的專業(yè)能力,快速、靈活且專業(yè)地響應(yīng)不同市場(chǎng)的要求。 無(wú)論是涉及到我們員工的工作條件、環(huán)境保護(hù),還是開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),我們的所有制造和開(kāi)發(fā)據(jù)點(diǎn)均按相同的德國(guó)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立。
易福門反射傳感器O6H303主要屬性:
耐用的不銹鋼外殼,適用于食品和飲料工業(yè)
抗強(qiáng)效清洗劑的高壓清洗
高防護(hù)等級(jí),適應(yīng)嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境的需求
特別抗干擾的背景抑制,即使強(qiáng)反射性的背景也毫無(wú)問(wèn)題
量程和輸出功能的直觀設(shè)定
技術(shù)參數(shù):
應(yīng)用
功能原理 漫反射傳感器
電氣數(shù)據(jù)
工作電壓 [V] 10...30 DC
電流損耗 [mA] 22; ((24 V))
防護(hù)等級(jí) III
反相保護(hù) 是
光線種類 紅光
波長(zhǎng) [nm] 633
輸出
電氣設(shè)計(jì) PNP
輸出功能 亮通和暗通模式; (可選)
開(kāi)關(guān)量輸出DC電壓降大值 [V] 2.5
開(kāi)關(guān)量輸出DC的持續(xù)電流負(fù)載 [mA] 100
開(kāi)關(guān)頻率DC [Hz] 1000
短路保護(hù) 是
短路保護(hù)類型 脈沖
監(jiān)控范圍
檢測(cè)距離 [mm] 2...200; (白紙 200 x 200 mm)
白色物體的檢測(cè)距離(6 %反射) [mm] 2...200
灰色物體的檢測(cè)距離:(18 %反射) [mm] 4...200
黑色物體的檢測(cè)距離(6 %反射) [mm] 8...200
檢測(cè)距離可設(shè) 是
光斑直徑大值 [mm] 8
光點(diǎn)尺寸參考 在大的檢測(cè)距離
背景消隱可用 是
工作條件
環(huán)境溫度 [°C] -25...80
外殼防護(hù)等級(jí) IP 65; IP 67; IP 68; IP 69K
認(rèn)證/測(cè)試
EMC電磁兼容
EN 60947-5-2
MTTF [年] 708
UL認(rèn)證
UL認(rèn)證編號(hào) E001
機(jī)械技術(shù)數(shù)據(jù)
重量 [g] 34.3
外殼 矩形的
尺寸 [mm] 41.3 x 13 x 21
原材料 外殼: 不銹鋼(1.4404 / 316L); 塑料: PPSU; 密封圈: EPDM
透鏡材料
PMMA
透鏡校準(zhǔn) 側(cè)面的鏡組
顯示器/操作件
顯示
開(kāi)關(guān)狀態(tài) 1 x LED, 黃色
操作 1 x LED, 綠色
注釋
注釋
按照cULus工作電壓"電源級(jí)2"
包裝單位 1 件數(shù)
電氣連接
接口 接插件: 1 x M8
易福門的主要類型:
OY953S/OY411S/OY443S/OY806S/OY282S
OY952S/OY412S/OY442S/OY807S/OY270S
OY951S/OY413S/OY441S/OY808S/OY269S
OY903S/OY421S/OY440S/OY815S/OY268S
OY902S/OY423S/OY439S/OY407S/OY267S
OY901S/OY115S/OY438S/OY405S/OY266S
OY952S/OY808S/OY442S/OY413S/OY270S
OY951S/OY807S/OY441S/OY412S/OY269S
OY903S/OY806S/OY440S/OY411S/OY268S
OY902S/OY805S/OY439S/OY407S/OY267S
OY901S/OY804S/OY438S/OY405S/OY266S
OY829S/OY003S/OY437S/OY403S/OY265S
OY827S/OY450S/OY435S/OY289S/OY263S
OY826S/OY449S/OY434S/OY288S/OY262S
OY825S/OY448S/OY433S/OY287S/OY261S
OY819S/OY447S/OY432S/OY286S/OY250S
OY818S/OY446S/OY431S/OY285S/OY249S
目標(biāo)
為了發(fā)展*制造與振興機(jī)械工業(yè)的要求和國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)的分析,傳感技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)是:提高傳統(tǒng)傳感技術(shù)等級(jí)、可靠性和可應(yīng)用性水平,增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力;積極創(chuàng)新系統(tǒng),開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,縮小差距,支持和促進(jìn)我國(guó)*制造技術(shù)的發(fā)展,振興制造業(yè)。
研究?jī)?nèi)容
(1)傳統(tǒng)傳感技術(shù)與系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)。側(cè)重應(yīng)用量大、面廣的力/力矩、功率/電流、視覺(jué)、聲振、光學(xué)、振動(dòng)、觸針等工業(yè)用及農(nóng)業(yè)用的濕度、溫度與元素等傳感系統(tǒng)的現(xiàn)代化,但核心是微小型化,要解決:提高可靠性、可應(yīng)用性、降低成本,形成國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),支持我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展。
(2)高溫高壓環(huán)境下傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究。側(cè)重油井、輸送管線和連續(xù)過(guò)程用的高壓、高溫和大量程傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,縮短差距,形成生產(chǎn)能力,替代進(jìn)口,爭(zhēng)取出口。
(3)新型傳感器與傳感技術(shù)系統(tǒng)的研究。根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)研究需求發(fā)展幾種有制高點(diǎn)意義的新品種,如:微流量與微磁場(chǎng)傳感器、生物與化學(xué)傳感分析用微芯片技術(shù)等。
(4)智能傳感技術(shù)的研究。結(jié)合我國(guó)汽車、CNC機(jī)床和產(chǎn)業(yè)的重大裝備更新,有目的研究開(kāi)發(fā)幾種智能傳感技術(shù),使之達(dá)到或接近優(yōu)秀水平。
(5)過(guò)程質(zhì)量與設(shè)備故障監(jiān)控技術(shù)研究。在工業(yè)背景支持下,研究開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量缺陷與劣化傾向監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)和過(guò)程中設(shè)備故障(含潛在故障實(shí)時(shí)診斷傳感技術(shù)系統(tǒng))。
差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器
切諾基(Cherokee)吉普車與紅旗CA7220E型轎車采用了差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器,其凸輪軸位置傳感器均為普通霍爾式傳感器。
(1)差動(dòng)霍爾式傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
差動(dòng)霍爾式傳感器又稱為雙霍爾式傳感器,其結(jié)構(gòu)與磁感應(yīng)式傳感器相似,如圖2-30a所示。它由帶凸齒的信號(hào)轉(zhuǎn)子和霍爾信號(hào)發(fā)生器組成。差動(dòng)霍爾式傳感器的工作原理與普通霍爾式傳感器相同。根據(jù)霍爾式傳感器的工作原理。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的齒缺與凸齒轉(zhuǎn)過(guò)差動(dòng)霍爾電路的兩個(gè)探頭時(shí),齒缺或凸齒與霍爾探頭之間的氣隙就會(huì)發(fā)生變化,磁通量隨之變化,在傳感器的霍爾元件中就會(huì)產(chǎn)生交變電壓信號(hào),如圖2-30b所示。其輸出電壓由兩個(gè)霍爾信號(hào)電壓疊加而成。因?yàn)檩敵鲂盘?hào)為疊加信號(hào),所以轉(zhuǎn)子凸齒與信號(hào)發(fā)生器之間的氣隙可以增大到(1±0.5)mm(普通霍爾式傳感器僅為0.2~0.4mm),因而便可將信號(hào)轉(zhuǎn)子制成像磁感應(yīng)式傳感器轉(zhuǎn)子一樣的齒盤式結(jié)構(gòu),其突出優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)轉(zhuǎn)子便于安裝。在汽車上,一般將凸齒轉(zhuǎn)子裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)飛輪作為傳感子。
器的信號(hào)轉(zhuǎn)
(2)切諾基吉普車差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器
1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):切諾基吉普車2.5L(四缸)、4.0L(六缸)電子控制燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)采用了差動(dòng)霍爾電路的霍爾式曲軸位置傳感器。它安裝在變速器殼體上。該傳感器向ECu提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置(轉(zhuǎn)角)信號(hào),作為計(jì)算噴油時(shí)刻和點(diǎn)火時(shí)刻的重要依據(jù)之一。
2.5L四缸電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上制有8個(gè)齒缺,如圖2-31a所示。8個(gè)齒缺分成兩組,每4個(gè)齒缺為一組,兩組之間相隔角度為180。,同一組中相鄰兩個(gè)齒缺之間間隔角度為20。。4.0L六缸電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上制有12個(gè)齒缺,如圖2.3lb所示。12個(gè)齒缺分成三組,每4個(gè)齒缺為一組,相鄰兩組之間相隔角度為120。,同一組中相鄰兩個(gè)齒缺之間間隔角度也為20。
2)工作情況:飛輪上的每一組齒缺轉(zhuǎn)過(guò)霍爾探頭時(shí),傳感器就會(huì)產(chǎn)生一組共4個(gè)脈沖信號(hào)。其中,四缸發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生兩組共8個(gè)脈沖信號(hào);六缸發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生三組共12個(gè)脈沖信號(hào)。
對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī),ECU每接收到8個(gè)信號(hào),即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn),再根據(jù)接收8個(gè)信號(hào)所占用的時(shí)間,就可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速。對(duì)于六缸發(fā)動(dòng)機(jī),ECU每接收到12個(gè)信號(hào),即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn),再根據(jù)接收12個(gè)信號(hào)所占用的時(shí)間,就可計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速。
電子控制單元控制噴油和點(diǎn)火時(shí),都有一定的提前角,因此需要知道活塞接近上止點(diǎn)的位置。切諾基吉普車在每組信號(hào)輸入ECU時(shí),可以知道有兩個(gè)氣缸的活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)位置。 例如,在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中,利用一組信號(hào),ECU可知?dú)飧?、4活塞接近上止點(diǎn);利用另一組信號(hào)可知?dú)飧?、3活塞接近上止點(diǎn)。在六缸發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中。利用一組信號(hào),可知?dú)飧?與6、2與5、3與4活塞接近上止點(diǎn)。由于第4個(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖下降沿對(duì)應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)前4。(BTDC4。),因此第1個(gè)齒缺產(chǎn)生的脈沖信號(hào)下降沿對(duì)應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)前64。(BT-DC64。),如圖2-32所示。當(dāng)氣缸1、4對(duì)應(yīng)的第1個(gè)脈沖下降沿到來(lái)時(shí),ECU即可知道此時(shí)氣缸1、4活塞位于壓縮上止點(diǎn)前64。(BTDC64。),從而便可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。但是,僅有曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào),ECU還不能確定是哪一個(gè)缸位于壓縮行程,哪一個(gè)缸位于排氣行程,為此還需要一個(gè)氣缸判別信號(hào)(即需要一只凸輪軸位置傳感器)。
(3)切諾基吉普車霍爾式凸輪軸位置傳感器
1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):切諾基吉普車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的氣缸判別信號(hào)由霍爾式凸輪軸位置傳感器提供,該傳感器又稱為同步信號(hào)傳感器,安裝在分電器內(nèi),主要由脈沖環(huán)(信號(hào)轉(zhuǎn)子)、霍爾信號(hào)發(fā)生器組成。
脈沖環(huán)上制有凸起的葉片,占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(相當(dāng)于360。曲軸轉(zhuǎn)角)。沒(méi)有葉片的部分也占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(360。曲軸轉(zhuǎn)角)。脈沖環(huán)安裝在分電器軸上,隨分電器軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
2)工作情況:當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器時(shí),傳感器輸出高電平(5V);當(dāng)脈沖環(huán)上的葉片離開(kāi)信號(hào)發(fā)生器時(shí),傳感器輸出低電平(0V)。分電器軸轉(zhuǎn)一圈,傳感器輸出一個(gè)高電平和一個(gè)低電平,高、低電平各占180。分電器軸轉(zhuǎn)角(分別相當(dāng)于360。曲軸轉(zhuǎn)角)。同步信號(hào)的波形如圖2-32所示。
當(dāng)脈沖環(huán)的葉片前沿進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時(shí),對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī),表示氣缸1、4活塞即將到達(dá)上止點(diǎn),其中氣缸1活塞位于壓縮行程,氣缸4活塞位于排氣行程;對(duì)于六缸發(fā)動(dòng)機(jī),表示氣缸3、4活塞即將到達(dá)上止點(diǎn),其中氣缸4活塞位于壓縮行程,氣缸3活塞位于排氣行程。
當(dāng)脈沖環(huán)的葉片后沿進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器、傳感器輸出低電平(0V)時(shí),對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī),表示即將到達(dá)上止點(diǎn)的仍然是氣缸1、4活塞,其中氣缸4活塞位于壓縮行程,氣缸1活塞位于排氣行程;對(duì)于六缸發(fā)動(dòng)機(jī),表示氣缸3活塞位于壓縮行程,氣缸4活塞位于排氣行程。
利用凸輪軸位置傳感器判別出是哪一個(gè)氣缸即將到達(dá)排氣上止點(diǎn)之后,ECU根據(jù)曲軸位置傳感器信號(hào),即可控制噴油提前角和點(diǎn)火提前角。
設(shè)某一時(shí)刻的噴油提前角為上止點(diǎn)前64。(BTI)C64。),當(dāng)凸輪軸位置傳感器脈沖環(huán)的葉片進(jìn)入信號(hào)發(fā)生器、傳感器輸出高電平(5V)時(shí),ECU判定四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸4活塞位于排氣行程(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸3活塞位于排氣行程),此時(shí)ECU在接收到曲軸位置傳感器(CPS)*個(gè)脈沖信號(hào)的下降沿(BTDC64。)時(shí),向噴油器發(fā)出噴油信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)提前64。噴油。在凸輪軸位置傳感器輸出高電平(5V))時(shí),ECU還判定四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸1活塞(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸4活塞)位于壓縮行程,此時(shí)ECU根據(jù)曲軸位置傳感器CPS信號(hào)和點(diǎn)火提前角計(jì)算值,在活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)前點(diǎn)火提前角度時(shí),向點(diǎn)火控制器發(fā)出點(diǎn)火指令,控制火花塞點(diǎn)火,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前。
利用凸輪軸位置傳感器對(duì)兩個(gè)氣缸的位置判定作為參考點(diǎn),即可按照四缸發(fā)動(dòng)機(jī)1—3—4—2(六缸發(fā)動(dòng)機(jī)l一5—3—6—2—4)的工作順序,對(duì)各個(gè)氣缸進(jìn)行提前噴油與提前點(diǎn)火控制。
(4)紅旗CA7720E型轎車差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器
紅旗CA7220E型轎車CA488.3型發(fā)動(dòng)機(jī)上裝備的SIMOS4S3型電子控制燃油噴射系統(tǒng)采用的差動(dòng)霍爾式曲軸位置傳感器由信號(hào)轉(zhuǎn)子與信號(hào)發(fā)生器組成。信號(hào)轉(zhuǎn)子為齒盤式,安裝在變速器殼體前端,它與捷達(dá)AT、GTX型轎車用磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器轉(zhuǎn)子相似,在其圓周上均勻間隔地制作有58個(gè)凸齒、 57個(gè)小齒缺和一個(gè)大齒缺。大齒缺輸出基準(zhǔn)信號(hào),對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸1或氣缸4壓縮上止點(diǎn)前一定角度。大齒缺所占的弧度相當(dāng)于兩個(gè)凸齒和三個(gè)小齒缺所占的弧度。
因?yàn)樾盘?hào)轉(zhuǎn)子隨曲軸一同旋轉(zhuǎn),曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360。),信號(hào)轉(zhuǎn)子也旋轉(zhuǎn)一圈(360。),所以信號(hào)轉(zhuǎn)子圓周上的凸齒和齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為 360。,每個(gè)凸齒和小齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角均為3。(58×3。+57×3。=345。),大齒缺所占的曲軸轉(zhuǎn)角為15。(2×3。+3×3。= 15。),信號(hào)波形如圖2-33a所示。
(一)影響行業(yè)發(fā)展的有利因素分析
國(guó)家科委于1987年4月制定的《傳感器發(fā)展政策》確定了必須大力發(fā)展傳感器技術(shù),特別是要把新型傳感器技術(shù)作為優(yōu)先領(lǐng)域予以發(fā)展。1991年 12月30日《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的十年規(guī)劃和八五計(jì)劃的建議》中第21條明確了要大力加強(qiáng)傳感器的開(kāi)發(fā)和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的普遍應(yīng)用。
(二)影響行業(yè)發(fā)展的不利因素分析
雖然光纖傳感器技術(shù)在實(shí)際檢測(cè)中取得了一些應(yīng)用,但仍存在一些問(wèn)題,如光纖埋入結(jié)構(gòu)的工藝問(wèn)題,雖然可以通過(guò)安裝方式得到改善,但同時(shí)也導(dǎo)致了應(yīng)變要先經(jīng)過(guò)金屬傳遞,然后再由光纖間接感應(yīng)到應(yīng)變,因此需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)修正才能夠進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)光纖傳感器的輸出信號(hào)會(huì)受到光源波動(dòng)、光纖傳輸損耗變化、探測(cè)器老化等因素的影響,這些因素都會(huì)降低光纖傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性。再者目前光纖傳感器實(shí)用性還有待開(kāi)發(fā),同時(shí)其制作成本相當(dāng)昂貴。目前光纖傳感器很大一部分產(chǎn)品還在實(shí)驗(yàn)室階段,因此需要將實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡快投入到使用中去。
隨著市場(chǎng)逐漸開(kāi)放和中國(guó)投資環(huán)境的改善以及化經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程加速,各國(guó)傳感器廠家紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),這加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)本土傳感器技術(shù)水平與世界水平相比仍存在很大差距,這種差距一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后,另一方面則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。國(guó)產(chǎn)企業(yè)形成了“外強(qiáng)中干”的局面,不僅失去了中產(chǎn)品市場(chǎng),而且直接導(dǎo)致自己能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一,同質(zhì)化嚴(yán)重,國(guó)產(chǎn)傳感器價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,但質(zhì)量上與國(guó)外產(chǎn)品相比仍存在一定差距,一般應(yīng)用在對(duì)信號(hào)要求不高的區(qū)域。
行業(yè)分析
光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器,使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,成為被調(diào)制的信號(hào)光,在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測(cè)參數(shù)。
由于在傳統(tǒng)終端市場(chǎng)的應(yīng)用可能性擴(kuò)大以及新應(yīng)用領(lǐng)域的新興機(jī)會(huì)所推動(dòng),2013年光纖傳感器市場(chǎng)規(guī)模為18.9億美元。預(yù)計(jì),到2020年,光纖傳感器市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)35億美元(約合人民幣217.2億元)。
傳統(tǒng)終端市場(chǎng)包括航空航天、國(guó)防、石油天然氣開(kāi)采、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和電信行業(yè)。傳統(tǒng)終端市場(chǎng)的發(fā)展將繼續(xù)推進(jìn)光纖傳感器市場(chǎng)的增長(zhǎng)。通信行業(yè)從3G到4G網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)過(guò)渡、關(guān)注智能結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新興增長(zhǎng)、石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展都為市場(chǎng)增長(zhǎng)提供了重要機(jī)遇。
尤其是在新興市場(chǎng)中,如中國(guó)和印度,增長(zhǎng)的制造活動(dòng)、上升的汽車需求、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng)以及國(guó)防支出的增加,都成為光纖傳感器行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,應(yīng)用較為廣泛的光纖傳感技術(shù)當(dāng)屬布拉格光纖光柵和基于光時(shí)域反射的分布式傳感器,這種技術(shù)基本上可以滿足中低端市場(chǎng)的需求。而現(xiàn)在光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來(lái)的新一代光傳感技術(shù),這與傳統(tǒng)的光纖傳感有很大的區(qū)別,它可以進(jìn)行超遠(yuǎn)距離的傳輸,精度和敏感度能達(dá)到更高的要求,這在市場(chǎng)上需求很大,21世紀(jì)初,該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上光纖傳感器應(yīng)用主要在以下四種:光纖陀螺、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器和光纖水聽(tīng)器。下面對(duì)這四種產(chǎn)品分別介紹一下。
一、光纖陀螺。 光纖陀螺按原理可分為干涉型、諧振型和布里淵型,這是三代光纖陀螺的代表。*代干涉型光纖陀螺,21實(shí)際初期,該項(xiàng)技術(shù)就已經(jīng)成熟,適合進(jìn)行批量生產(chǎn)和商品化;第二代諧振型光纖陀螺,暫時(shí)還處于實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嵱没七M(jìn)的發(fā)展階段;第三代布里淵型,它還處于理論研究階段。光纖陀螺結(jié)構(gòu)根據(jù)所采用的光學(xué)元件有三種實(shí)現(xiàn)方法:小型分立元件系統(tǒng)、全光纖系統(tǒng)和集成光學(xué)元件系統(tǒng)。21世紀(jì)初期,分立光學(xué)元件技術(shù)已經(jīng)基本退出,全光纖系統(tǒng)用在開(kāi)環(huán)低精度、低成本的光纖陀螺中,集成光學(xué)器件陀螺由于其工藝簡(jiǎn)單、總體重復(fù)性好、成本低,所以在高精度光纖陀螺很受歡迎,是其主要實(shí)現(xiàn)方法。
二、光纖光柵傳感器。 目前國(guó)內(nèi)外傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一光纖布拉格光柵傳感器。傳統(tǒng)光纖傳感器基本上可分為兩種類型:光強(qiáng)型和干涉型。光強(qiáng)型傳感器的缺點(diǎn)在于光源不穩(wěn)定,而且光纖損耗和探測(cè)器容易老化;干涉型傳感器由于要求兩路干涉光的光強(qiáng)同等,所以 需要固定參考點(diǎn)而導(dǎo)致應(yīng)用不方便。21世紀(jì)初期開(kāi)發(fā)的以光纖布拉格光柵為主的光纖光柵傳感器可以避免出現(xiàn)上面兩種情況,其傳感信號(hào)為波長(zhǎng)調(diào)制、復(fù)用能力強(qiáng)。在建筑健康檢測(cè)、沖擊檢測(cè)、形狀控制和振動(dòng)阻尼檢測(cè)等應(yīng)用中,光纖光柵傳感器是理想的靈敏元件。光纖光柵傳感器在地球動(dòng)力學(xué)、航天器、電力工業(yè)和化學(xué)傳感中有廣泛的應(yīng)用。
三、光纖電流傳感器。電力工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加,運(yùn)行電壓等級(jí)也越來(lái)越高,電流也越來(lái)越大,這樣測(cè)量起來(lái)就非常困難,這就顯現(xiàn)出光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)了。在電力系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的用來(lái)測(cè)量電流的傳感器是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ),這就存在以下缺點(diǎn):它容易爆炸以至引起災(zāi)難性事故;大故障電流會(huì)造成鐵芯磁飽和;鐵芯發(fā)生共振效應(yīng);頻率響應(yīng)慢;測(cè)量精度低;信號(hào)易受干擾;體積重量大、價(jià)格昂貴等等,已經(jīng)很難滿足新一代數(shù)字電力網(wǎng)的發(fā)展需要。這個(gè)時(shí)候光纖電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生。
四、光纖水聽(tīng)器。 光纖水聽(tīng)器主要用來(lái)測(cè)量水下聲信號(hào),它通過(guò)高靈敏度的光纖相干檢測(cè),將水聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),并通過(guò)光纖傳至信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別。與傳統(tǒng)水聽(tīng)器相比,光纖水聽(tīng)器具有靈敏度高、響應(yīng)帶寬寬、不受電磁干擾等特點(diǎn),廣泛用于軍事和石油勘探、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域,具有很大的發(fā)展?jié)摿?。光纖水聽(tīng)器按原理可分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等。干涉型光纖水聽(tīng)器關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟,在部分領(lǐng)域形成產(chǎn)品;光纖光柵水聽(tīng)器則是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),研究的關(guān)鍵技術(shù)涉及光源、光纖器件、探頭技術(shù)、抗偏振衰落技術(shù)、抗相位衰落技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)以及工程技術(shù)等。
光纖傳感器技術(shù)是建立在光纖、光通信和光電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,電磁干擾和腐蝕作用對(duì)它的影響很小,還能適應(yīng)各種惡劣的氣象環(huán)境,不要額外的電源進(jìn)行供電,就可以長(zhǎng)距離的進(jìn)行傳輸,已成為傳感器行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
傳感器一直朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中,光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍卻是倍受青睞。
光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能。光纖傳感器應(yīng)用于對(duì)磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測(cè)量。其應(yīng)用范圍十分廣泛。因此我們可以說(shuō)光纖傳感器具有很大的市場(chǎng)需求,不說(shuō)長(zhǎng)久,至少在未來(lái)5年,光纖傳感器將會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。
光纖傳感技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,滿足了各類控制裝置及系統(tǒng)對(duì)信息的獲取與傳輸提出的更高要求,使得各領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,作為系統(tǒng)信息獲取與傳輸核心器件的光纖傳感器的研究非常重要。
光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是:(1)多用途。即一種光纖傳感器不僅只針對(duì)一種物理量,要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度,降低其成本,設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù),即壓力、溫度,特別是化學(xué)參數(shù)(碳?xì)浠衔?、一些污染物、濕度、PH值等)對(duì)光纖的影響。(3)新型傳感材料、傳感技術(shù)等的開(kāi)發(fā)。(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。(5)光纖連接器及與其它微技術(shù)結(jié)合的微光學(xué)技術(shù)。
待測(cè)目標(biāo)
根據(jù)待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。
大氣衰減
待測(cè)目標(biāo)的紅外輻射通過(guò)地球大氣層時(shí),由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收,將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。
光學(xué)接收器
它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線,常用是物鏡。
輻射調(diào)制器
對(duì)來(lái)自待測(cè)目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光,提供目標(biāo)方位信息,并可濾除大面積的干擾信號(hào)。又稱調(diào)制盤和斬波器,它具有多種結(jié)構(gòu)。
紅外探測(cè)器
這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來(lái)的物理效應(yīng)探測(cè)紅外輻射的傳感器,多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學(xué)效應(yīng)。此類探測(cè)器可分為光子探測(cè)器和熱敏感探測(cè)器兩大類型。
探測(cè)器制冷器
由于某些探測(cè)器必須要在高溫下工作,所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過(guò)制冷,設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間,提高探測(cè)靈敏度。
信號(hào)處理系統(tǒng)
將探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波,并從這些信號(hào)中提取出信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式,后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。
顯示設(shè)備
這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。
依照上面的流程,紅外系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的物理量的測(cè)量。紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測(cè)器,按照探測(cè)的機(jī)理的不同,可以分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。下面以熱探測(cè)器為例子來(lái)分析探測(cè)器的原理。
熱探測(cè)器是利用輻射熱效應(yīng),使探測(cè)元件接收到輻射能后引起溫度升高,進(jìn)而使探測(cè)器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測(cè)其中某一性能的變化,便可探測(cè)出輻射。多數(shù)情況下是通過(guò)熱電變化來(lái)探測(cè)輻射的。當(dāng)元件接收輻射,引起非電量的物理變化時(shí),可以通過(guò)適當(dāng)?shù)淖儞Q后測(cè)量相應(yīng)的電量變化。
圖上所示為歐姆龍公司生產(chǎn)的漫反射式和對(duì)射式光電傳感器,這兩種傳感器主要用于事件檢測(cè)和物體定位。圖中的紅燈和綠燈表示傳感器的狀態(tài)。
紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著它的巨大作用,隨著探測(cè)設(shè)備和其他部分的技術(shù)的提高,紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更好的靈敏度。
好的傳感器的設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)加技術(shù)的結(jié)晶。一般理解傳感器是將一種物理量經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換成一種能以另外一種直觀的可表達(dá)的物理量的描述。比如轉(zhuǎn)換成僅依賴于此測(cè)物理量的較高的電壓電流等信號(hào),再顯示出來(lái)。因此需要注意幾點(diǎn):
1、一般所測(cè)得的物理量是非常小的,通常還帶有作為傳感器物理轉(zhuǎn)換元件固有的轉(zhuǎn)換噪聲。比如傳感器在1被放大倍率下的信號(hào)強(qiáng)度為0.1~1uV,此時(shí)的背景噪聲信號(hào)也有這么大的水平,甚至于將其湮滅。如何將有用信號(hào)盡量取出并且壓低噪聲是傳感器設(shè)計(jì)的首要解決的問(wèn)題。
2、傳感器電路一定要簡(jiǎn)單精煉。設(shè)想具有3級(jí)放大電路的,帶有2級(jí)有源濾波器的放大回路,放大了信號(hào)的同時(shí)也將噪聲放大了,如果噪聲不是明顯偏離有用信號(hào)頻譜,則無(wú)論怎樣濾波兩者同時(shí)放大,結(jié)果信噪比沒(méi)有提高。因此傳感器電路一定要精煉簡(jiǎn)約。能省1只電阻或電容就一定要將它去掉。這一點(diǎn)是許多設(shè)計(jì)傳感器的工程師們?nèi)菀缀雎缘膯?wèn)題。已知的情況是,傳感器電路隨著噪聲的問(wèn)題困擾,電路越修改越復(fù)雜,成為怪圈。
3、功耗問(wèn)題。傳感器通常在后續(xù)電路的前端,有可能需要較長(zhǎng)的引線連接。當(dāng)傳感器功耗較大時(shí)引線的連接將會(huì)所有的無(wú)謂噪聲以及電源噪聲引入使得后續(xù)電路愈發(fā)難以設(shè)計(jì)。在夠用的情況小如何降低功耗也是一個(gè)不小的考驗(yàn)。
4、元器件的選用和電源回路。元器件的選用一定要夠用為好,只要器件指標(biāo)在需要的范圍之內(nèi)就可以了,余下的就是電路設(shè)計(jì)問(wèn)題。電源是傳感器電路設(shè)計(jì)過(guò)程一定要遇到的難題,不要追求無(wú)法達(dá)到的電源指標(biāo),而選擇一款帶有較好的共模抑制比的運(yùn)放,采用差分放大電路設(shè)計(jì)可能普通的開(kāi)關(guān)電源以及器件就能滿足你的要求。電源的退偶一定要可靠設(shè)計(jì),并且遵循器件手冊(cè)的要求,寧多勿少。
智能傳感器作為廣泛地系統(tǒng)前端感知器件,既可以助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí),例如,傳統(tǒng)工業(yè)的升級(jí)、傳統(tǒng)家電的智能化升級(jí);又可以對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行推動(dòng),比如機(jī)器人、VR/AR(虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、無(wú)人機(jī)、智慧家庭、智慧醫(yī)療和養(yǎng)老等領(lǐng)域。
在工業(yè)領(lǐng)域,傳統(tǒng)企業(yè)面臨人力成本提高、市場(chǎng)需求下降等問(wèn)題,傳統(tǒng)企業(yè)開(kāi)始從勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化。在整個(gè)轉(zhuǎn)型中,智能傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
2015年我國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1100億元,預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到2115億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到14%。但是由于國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝、規(guī)模和盈利能力等方面的差距導(dǎo)致國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)高度依賴進(jìn)口。特別是傳感器方面,由于種類多、跨學(xué)科研發(fā)技術(shù)水平高、開(kāi)發(fā)成本大,企業(yè)不愿承擔(dān)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),造成我國(guó)傳感器基本依靠進(jìn)口。2015 年,我國(guó)中傳感器進(jìn)口比例達(dá)到80%。
智能傳感技術(shù)是智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù),作為前端感知工具,具有非常重要的意義。
傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能。將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號(hào)。與光敏二極管,光敏三極管等“點(diǎn)”光源的光敏元件相比,圖像傳感器是將其受光面上的光像,分成許多小單元,將其轉(zhuǎn)換成可用的電信號(hào)的一種功能器件。圖像傳感器分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)圖像傳感器。與光導(dǎo)攝像管相比,固態(tài)圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低等特點(diǎn)。因此在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
CCD是應(yīng)用在攝影攝像方面的技術(shù)元件,CMOS則應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中,它的優(yōu)點(diǎn)是制造成本較CCD更低,功耗也低得多,這也是市場(chǎng)很多采用USB接口的產(chǎn)品無(wú)須外接電源且價(jià)格便宜的原因。盡管在技術(shù)上有較大的不同,但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大,只是CMOS攝像頭對(duì)光源的要求要高一些,但該問(wèn)題已經(jīng)基本得到解決。CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸,在相同的分辨率下,宜選擇元件尺寸較大的為好。圖像傳感器又叫感光元件。
特點(diǎn)
CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路較常用的CMOS工藝,具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特點(diǎn),近幾年在寬動(dòng)態(tài)、低照度方面發(fā)展迅速。CMOS即互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體,主要是利用硅和鍺兩種元素所做成的半導(dǎo)體,通過(guò)CMOS上帶負(fù)電和帶正電的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的功能。這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。
在模擬攝像機(jī)以及標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中,CCD的使用較為廣泛,長(zhǎng)期以來(lái)都在市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位。CCD的特點(diǎn)是靈敏度高,但響應(yīng)速度較低,不適用于高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用的高分辨率逐行掃描方式,因此進(jìn)入高清監(jiān)控時(shí)代以后,CMOS逐漸被人們所認(rèn)識(shí),高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)普遍采用CMOS感光器件。
CMOS針對(duì)CCD主要的優(yōu)勢(shì)就是非常省電。不像由二級(jí)管組成的CCD,CMOS電路幾乎沒(méi)有靜態(tài)電量消耗。這就使得CMOS的耗電量只有普通CCD的1/3左右,CMOS重要問(wèn)題是在處理快速變換的影像時(shí),由于電流變換過(guò)于頻繁而過(guò)熱,暗電流抑制的好就問(wèn)題不大,如果抑制的不好就十分容易出現(xiàn)噪點(diǎn)。
已經(jīng)研發(fā)出720P與1080P的背照式CMOS器件,其靈敏度性能已經(jīng)與CCD接近。與表面照射型CMOS傳感器相比,背照式CMOS在靈敏度(S/N)上具有很大優(yōu)勢(shì),顯著提高低光照條件下的拍攝效果,因此在低照度環(huán)境下拍攝,能夠大幅降低噪點(diǎn)。
雖然以CMOS技術(shù)為基礎(chǔ)的百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)產(chǎn)品在低照度環(huán)境和信噪處理方面存在不足,但這并不會(huì)根本上影響它的應(yīng)用前景。而且相關(guān)大企業(yè)正在加大力度解決這兩個(gè)問(wèn)題,相信在不久的將來(lái),CMOS的效果會(huì)越來(lái)越接近CCD的效果,并且CMOS設(shè)備的價(jià)格會(huì)低于CCD設(shè)備。
安防行業(yè)使用CMOS多于CCD已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí),盡管相同尺寸的CCD傳感器分辨率優(yōu)于CMOS傳感器,但如果不考慮尺寸限制,CMOS在量率上的優(yōu)勢(shì)可以有效克服大尺寸感光原件制造的困難,這樣CMOS在更高分辨率下將更有優(yōu)勢(shì)。另外,CMOS響應(yīng)速度比CCD快,因此更適合高清監(jiān)控的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn)。
歷史
與CCD相比,CMOS具有體積小,耗電量不到CCD的1/10,售價(jià)也比CCD便宜1/3的優(yōu)點(diǎn)。
與CCD產(chǎn)品相比,CMOS是標(biāo)準(zhǔn)工藝制程,可利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備,不需額外的投資設(shè)備,且品質(zhì)可隨著半導(dǎo)體技術(shù)的提升而進(jìn)步。同時(shí),晶圓廠的CMOS生產(chǎn)線較多,日后量產(chǎn)時(shí)也有利于成本的降低。另外,CMOS傳感器的很大優(yōu)勢(shì),是它具有高度系統(tǒng)整合的條件。理論上,所有圖像傳感器所需的功能,例如垂直位移、水平位移暫存器、時(shí)序控制、CDS、ADC…等,都可放在集成在一顆晶片上,甚至于所有的晶片包括后端晶片(Back-end Chip)、快閃記憶體(Flash RAM)等也可整合成單晶片(SYSTEM-ON-CHIP),以達(dá)到降低整機(jī)生產(chǎn)成本的目的。
正因?yàn)榇?,投入研發(fā)、生產(chǎn)的廠商較多,美國(guó)有30多家,歐洲7家,日本約8家,韓國(guó)1家,中國(guó)臺(tái)灣有8家。而居翹楚地位的廠商是Agilent(HP),其*51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、現(xiàn)代占8%、Photobit約占5%,這五家合計(jì)*達(dá)93%。
根據(jù)In-Stat統(tǒng)計(jì)資料顯示,CMOS傳感器的銷售額到2004年可望突破18億美元,CMOS將以62%的年復(fù)合成長(zhǎng)率快速成長(zhǎng),逐步侵占CCD器件的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在2013年快速發(fā)展的手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中,以CMOS圖像傳感器為主的攝相模塊將占領(lǐng)其80%以上的應(yīng)用市場(chǎng)。
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