传感器技术正在为智能设备和系统带来令人难以置信的新功能。从用于抗击新冠疫情大流行的医疗产品到为物联网提供动力的传感设备，在这一重要电子器件的帮助下，各行各业的创新都很“颠覆”。
由于“万物互联”的趋势越来越多地影响到几乎每个细分市场的新型智能产品的设计，传感器市场在过去五年中呈指数级增长。今天的传感器功能更强大，产品设计师也更容易使用。
传感器件的尺寸、重量和价格迅速下降，封装在这些器件中的功能却不断增加，使它们成为先进连接系统的重要组成部分和产品创新的关键驱动力。
TTI Inc. 产品和供应商营销副总裁 Lew LaFornara一直密切关注传感器市场的发展。他说，连接器公司已经开拓了他们的传感器知识面，认识到这些器件已经成为在越来越自动化、越来越电气化和越来越互联的世界中的关键连接技术。
“传感器技术将帮助我们实现更清洁能源和更低碳排放的环境目标，包括汽车电气化。传感器还服务于自动驾驶汽车和智慧城市等基础设施，传感器收集管理、控制和安全所需的大数据。”他说，传感器技术也广泛应用于医疗市场。“全球人口老龄化的趋势正在推动家庭医疗保健的发展，随着新冠疫情大流行，远程患者监测和诊断设备（包括医疗可穿戴设备）使用的增加，这种推动力也在加速。传感器是捕获、管理远程患者所需数据的关键。”
LaFornara 说，这些设备将继续推动和促进产品开发。事实上，我们只是处于传感器时代的开端，这只是即将发生的事情的一瞥。
这是一个制造商专注于特定市场领域、应用类型或传感器类型的高度细分市场吗？传感器制造商如何专业化并脱颖而出？
我们的一些制造商专注于具有特定类型传感器的特定终端市场，而其他制造商则采取了更广泛的方法，试图通过丰富的产品供应来解决广泛的应用问题。
大多数具有连接器、无源器件和半导体产品的大型组件制造商都积极开发或收购了专门的传感器技术公司。
在过去的 10 年中，这些企业的重心一直是增强技术专业化程度，以扩大其现有的传感器产品组合或为特定终端市场增加一些专业功能。
这方面的一个例子是霍尼韦尔，该公司在 10 多年前将其汽车板载传感器技术出售给了森萨塔科技（Sensata），当时该公司决定专注于工业、医疗和越野车市场。森萨塔同样是连接器和传感器的主要供应商。
霍尼韦尔还收购了城市科技（City Technology） 以扩大其 CO2 颗粒检测市场，包括用于环境监测的气体颗粒传感领域和用于医疗市场的氧气传感领域。
泰科电子（TE）也非常贪婪，先是收购了精量电子（MEAS），最近又收购了美国的SMI 和德国的First Sensor，以分别扩大医疗和暖通空调（HVAC） 的低电压压力传感器市场。
安费诺（Amphenol）集团在传感器企业收购方面也非常活跃，包括收购波兰的SGX Sensortech 公司室内空气质量传感技术来补充其 Telaire 系列湿度传感器；还有专注于医疗市场的低压范围传感器企业 All Sensors、SSI、Piher，以及最近的精密传感器企业 MTS。
森萨塔工业解决方案专注于暖通空调、制冷、压缩机和泵市场，提供一系列用于恶劣环境的传感器。该公司还通过收购 Cynergy3 进入预测性维护监测市场，Cynergy3 为流体应用提供无线振动监测和液位传感技术。
预计未来五年对传感器技术的最大需求是什么？
我们看到许多市场对传感器的需求增加，包括：
工业物联网、智能工厂自动化以及协作机器人和机器人技术，包括用于预测性维护和电机驱动的传感器
环境监测系统，包括空气质量、暖通空调以及智能/垂直农业
家庭医疗保健、医疗可穿戴设备和远程手术
智能城市、智能家居和连接物联网的建筑设备，包括用于安全和安保的建筑监控系统
绿色能源，包括风能和太阳能的远程操作、维护和储能
电动汽车和自动驾驶，包括 LiDAR 和电池管理系统
随着工业 4.0 和工业物联网越来越多地融入现有制造和工业活动中，新的传感器开发将如何帮助支持这些复杂系统的设计？
这些行业将需要支持无线连接的传感器和支持以太网连接的传感器。自动化系统需要机器视觉和光电传感器，以及用于特定功能的传感器，例如用于恶劣环境和空气质量的气体传感器，这些都服务于非常有针对性的用途。
惯性传感器与加速度计、陀螺仪一起为机器人服务，预测性维护监测采用有源传感器，可以测量压力、温度、力和振动等数据。这些产品不仅收集数据，还可以根据数据进行反馈和控制。
汽车市场使用大量传感器技术。随着车辆技术变得更加互联，该市场中使用的传感器产品如何变化？
温度、压力、速度、位置和液位传感器已经使用了很长时间，现在它们变得更小、更轻、更有效。
传感器也在迅速发展，以更好地服务于更新的技术，例如 LiDAR、雷达传感、惯性测量单元 (IMU) 和高级驾驶员辅助系统（ADAS），这些传感器可实现自动导航并提高安全性。
随着电气化在汽车中发挥更大的作用，用于电池管理系统的温度和气体传感器正在迅速发展，以提供更强大的功能，同时在紧凑的系统架构中占用更少的空间。
随着车辆变得更加自动，惯性传感器和位置传感器的应用不断涌现，我们将看到这些技术不断完善。
新冠疫情大流行将新一波医疗产品带入家庭和临床环境，其中许多包括传感器技术。哪些新的传感器产品被用来满足这些需求？
最初的 COVID-19 紧急情况对用于呼吸机和呼吸器的压力、气流和 O2 传感器产生了极大的需求，对用于监测员工和学生群体情况的非接触式温度测量工具的低成本热电堆传感技术的需求也迅速增加。
在这一点上，我们已经看到融合到访解决方案，将温度传感器融入到识别或计算进入建筑物或工作场所的人数的技术中。这导致了新的即插即用监控系统的开发，这些系统以更低的成本将不同的传感器技术组合在更小的封装中。
同事，监测家庭环境中的血压、脉搏、血氧饱和度、体温和心率并将数据以无线连接传输给护理人员的需求也在增加，这就产生了对低成本压力传感器的需求。
在家中进行呼吸疾病的治疗已经使得更多的氧气监测设备将数据传输给护理团队。COVID-19 提高了公众对引起呼吸系统疾病的问题的重视程度，我们会继续看到监测家庭、公共建筑、学校和智慧城市基础设施空气质量的新产品。
最后，随着需要在极低温度下储存和运输的新疫苗的开发，需要开发更多适用于极低温和低温环境的温度传感器和监测器。
将传感器引入互联系统如何改变或影响这些系统中使用的连接器和电缆的要求？
与所有新兴技术一样，连接器将需要继续适应与传感器技术相关的快速变化的应用环境，大多数传感器历来都是硬接线和物理连接的。
随着传感器的功能和能力以及使用它们的应用的增加，连接器技术必须改变。例如，随着传感技术的进步，现在生成的数据更多，这意味着需要支持更快的数据传输速率，电缆需要 EMI/RFI 屏蔽以确保可靠的数据传输。
为适应更恶劣的室外环境，连接器可能需要 IP67 或更高的元件保护措施。在医疗环境中，连接器可能需要 IP68 防水密封，以及易于清洁、简单安全的插接和锁定系统。
传感器的工作方式通常要求连接器和电缆更接近工作的物理环境，就像安装在电机轴上的传感器一样。这种类型的连接器可以承受更高的温度、振动和恶劣的环境，包括化学品等。
在电动汽车中，传感器被放置在电池中以测量电池温度和气体排放。由于高压和电流循环，连接器外壳需要特定的塑料。与此同时，现在大约 10% 的传感器连接使用无线方式，在未来三年内这一比例可能会增加到 20% 到 30%。
电缆和连接器产品如何扩展以满足传感器技术的需求？
目前，连接器有许多不同的接口协议。制定 IEC 标准的努力正在进行中，泰科电子（TE）、安费诺（Amphenol）、莫仕（Molex）和其他公司积极参与开发用于传感器输入电缆（如用于 M12 连接器的电缆）的新型快速锁定推拉系统。
还有一种趋势是单对以太网 (SPE)，它提供长达 305m 的全双工、高速 10/100/1000 BASE-T，因低成本和更轻的重量使其成为连接智能工厂机器人中使用的传感器的优越选择。
即将推出哪些新型传感器或传感器的有哪些新用途？
我们将看到更多用于监测污染、臭氧、一氧化碳和空气质量等环境参数的传感器。具有传感和控制能力（包括自动控制）的更多集成、组合传感器将问世。
用于物联网应用的低功耗传感器将会出现，并且具有更多功能的传感器将会出现，例如嵌入式睡眠模式功能。
随着安全技术变得越来越普遍，我们将看到用于光学成像和面部识别的传感器。更多提供六自由度 (6DF) 的 惯性测量单元IMU 也即将推出，我们将看到 RFID 的持续小型化和更广泛的应用。
总的来说，我们希望新传感器具有越来越多的高级功能，例如功能安全完整性、冗余和故障检测，以及内置的监控和报告功能。
为了制造这些未来的产品，传感器设计人员正试图解决哪些与材料、设计或功能相关的技术挑战？
封装、尺寸、能耗和在恶劣环境中运行的能力是传感器设计人员面临的持续挑战。他们还将致力于开发能够以更快的数据处理速度处理大量数据、最大程度地减少 EMI 干扰问题并提供更高分辨率的产品。
其他挑战包括处理半导体晶片几何形状、实现更多集成和小型化、纳米工程和生物相容性，特别是对于可穿戴设备中使用的传感器。
传感器变得更加紧凑，同时提供更多功能。他们现在采用微机电系统 (MEMS) 架构，并将即插即用传感器集成到封装中，以适应各种市场和应用需求。
结语
本文对当今的传感器市场现状提供了很切合行业状况的观点，因为观点本人是业内资深人士，所以相当“接地气”。
TE、安费诺等公司通过许多并购操作，建立了自己的市场地位和技术壁垒，并且不断深耕于传感器市场。
用与环境气体质量监测的传感器和6DF IMU等将有巨大的市场前景，同时，传感器智能化、小型化仍是个持续进行的趋势，不适应这些趋势的“新”传感器将会被淘汰。
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