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汇智联恒2013-20182013-2018中国传感器行业市场分析报告汇智联恒2013汇智联恒20132013-2018中国传感器行业市场分析报告报告目录报告目录 1图表目录 10第一章 中国传感器行业发展现状 1第一节 总体技术水平分析 1第二节 科技攻关概况 3第三节 产业规模 10第四节 国内外差距及其原因分析 10第五节 存在的问题 13一、 上规模企业少 13二、 产品技术水平偏低 13三、 产品种类欠缺 14四、 企业产品研发能力弱 14第二章 中国传感器行业成长性分析 15第一节 传感器产业地位分析 15一、 传感器产业地位显著 15二、 传感器成为我国的瓶颈产业 16第二节 中国传感器行业经济效益分析 18第三节 中国传感器应用发展情况 21一、 在汽车工业中的应用 21(一)汽车轮胎中的传感器应用 23(二)安全气囊中的传感器应用 24(三)底盘系统中的传感器应用 26(四)发动机运行管理系统中的传感器应用 26(五)废气与空气质量控制系统中的传感器应用 30(六)ABS中的传感器应用 30(七)车辆行驶安全系统中的传感器应用 31(八)汽车防盗系统中的传感器应用 32(九)发动机燃烧控制系统中的传感器应用 32(十)汽车定位系统中的传感器应用 33二、 在工业控制领域中的应用 33三、 在环境保护领域中的应用 34四、 在设施农业中的应用 37五、 在多媒体图像领域的应用 39六、 其它有关传感器的应用 43第三章 中国传感器行业市场特征分析 46第一节 传感器地区分布 46第二节 产业组织构成 51第四章 中国传感器产业发展趋势 55第一节 中国传感器技术发展总体趋势 55一、 高精度 55二、 微型化 55三、 集成化 56四、 数字化 56五、 声表面波传感器 57六、 微加工技术 59第二节 传统传感器技术发展趋势 61一、 加速开发新型材料 61二、 向高精度发展 61三、 向高可靠性、宽温度范围发展 62四、 向微型化发展 62五、 向微功耗及无源化发展 62六、 向智能化数字化发展 63第三节 智能传感器技术发展趋势 64一、 多传感器信息融合 64二、 MEMS技术 65三、 纳米机械装置和传感器 67四、 敏感材料与智能材料系统 67五、 化学传感器 69六、 生物传感器 70七、 分子传感器 71第四节 网络化传感器及传感器网络化 71第五节 机器人传感器技术发展趋势 74一、 多智能体机器人感知系统 74二、 网络机器人感知系统 74三、 虚拟现实临场感技术 76四、 微机器人与微驱动系统 77第六节 产品需求结构趋势 79第五章 2013-2018年中国传感器细分市场分析及需求预测 81第一节 压敏传感器市场 81一、 中国压敏传感器市场现状分析 81二、 中国压敏传感器市场需求预测 82第二节 热敏传感器市场 82一、 中国热敏传感器市场现状分析 82二、 中国热敏传感器市场需求预测 83第三节 气敏传感器市场 84一、 中国气敏传感器市场现状分析 84二、 中国气敏传感器市场需求预测 85第四节 光敏传感器市场 85一、 中国光敏传感器市场现状分析 85二、 中国光敏传感器市场需求预测 86第五节 力敏传感器市场 86一、 中国力敏传感器市场现状分析 87二、 中国力敏传感器市场需求预测 88第六节 湿敏传感器市场 88一、 中国湿敏传感器市场现状分析 88二、 中国湿敏传感器市场需求预测 89第七节 磁敏传感器市场 89一、 中国磁敏传感器市场现状分析 90二、 中国磁敏传感器市场需求预测 91第六章 主要传感器供应商分析 92第一节 北京昆仑海岸传感技术中心 92一、 企业概况 92二、 企业主要经济指标分析 93三、 企业盈利能力分析 94四、 企业偿债能力分析 94五、 企业运营能力分析 94六、 企业成长能力分析 95第二节 黑龙江敏感技术产业集团有限公司 95一、 企业概况 95二、 企业主要经济指标分析 96三、 企业盈利能力分析 96四、 企业偿债能力分析 96五、 企业运营能力分析 97六、 企业成长能力分析 97第三节 上海尼赛拉传感器有限公司 97一、 企业概况 97二、 企业主要经济指标分析 98三、 企业盈利能力分析 98四、 企业偿债能力分析 99五、 企业运营能力分析 99六、 企业成长能力分析 99第四节 维博电子有限公司 99一、 企业概况 99二、 企业主要经济指标分析 101三、 企业盈利能力分析 101四、 企业偿债能力分析 101五、 企业运营能力分析 102六、 企业成长能力分析 102第五节 麦克传感器有限公司 102一、 企业概况 102二、 企业主要经济指标分析 103三、 企业盈利能力分析 103四、 企业偿债能力分析 104五、 企业运营能力分析 104六、 企业成长能力分析 104第六节 兴勤(常州)电子有限公司 104一、 企业概况 104二、 企业主要经济指标分析 105三、 企业盈利能力分析 105四、 企业偿债能力分析 106五、 企业运营能力分析 106六、 企业成长能力分析 106第七节 天津松下电子部品有限公司 106一、 企业概况 106二、 企业主要经济指标分析 107三、 企业盈利能力分析 108四、 企业偿债能力分析 108五、 企业运营能力分析 108六、 企业成长能力分析 108第八节 西安中星测控有限责任公司 109一、 企业概况 109二、 企业主要经济指标分析 111三、 企业盈利能力分析 112四、 企业偿债能力分析 112五、 企业运营能力分析 112六、 企业成长能力分析 112第九节 宁波柯力电气制造有限公司 113一、 企业概况 113二、 企业主要经济指标分析 115三、 企业盈利能力分析 115四、 企业偿债能力分析 116五、 企业运营能力分析 116六、 企业成长能力分析 116第十节 精量电子(深圳)有限公司 116一、 企业概况 116二、 企业主要经济指标分析 117三、 企业盈利能力分析 117四、 企业偿债能力分析 118五、 企业运营能力分析 118六、 企业成长能力分析 118第七章 中国传感器发展规划 119第一节 发展思路和行业定位 119第二节 发展战略和目标 119第三节 重点发展产品和项目 120第四节 需要解决或提升的关键技术 120第八章 国外传感器发展情况分析 123第一节 市场规模分析 123第二节 技术发展概况 123第三节 发展特点 125第四节 全球各类传感器市场发展情况 126一、 光传感器 126二、 温度传感器 128三、 半导体传感器和光纤传感器 129四、 化学传感器 131五、 MEMS传感器 132第五节 传感器的主要应用领域 134一、 工业过程控制 134二、 机械制造工业 137三、 汽车工业 138第六节 各国传感器市场发展情况 139第九章 传感器行业SWOT分析 141第一节 当前传感器企业发展的优劣势分析 141一、 传感器企业发展的优势分析 141二、 传感器企业发展的劣势分析 141第二节 我国传感器企业的机会与威胁分析 142一、 传感器企业发展的市场机会分析 142二、 传感器企业发展面临威胁分析 144

图表目录TOC\h\z\c"图表"图表1:2008-2012年我国传感器行业市场规模 10图表2:2008-2012年我国传感器行业市场规模及增长情况 10图表3:2008-2012年我国传感器行业盈利能力 18图表4:2008-2012年我国传感器行业盈利能力变化情况 19图表5:2008-2012年我国传感器行业偿债能力 19图表6:2008-2012年我国传感器行业偿债能力变化情况 20图表7:2008-2012年我国传感器行业运营能力 20图表8:2008-2012年我国传感器行业运营能力变化情况 21图表9:轮胎传感器工艺流程 24图表10:2012年我国传感器行业企业分布 46图表11:2008-2012年长三角地区传感器行业市场规模 47图表12:2008-2012年长三角地区传感器行业市场规模及增长情况 47图表13:2008-2012年珠三角地区传感器行业市场规模 47图表14:2008-2012年珠三角地区传感器行业市场规模及增长情况 48图表15:2008-2012年东北地区传感器行业市场规模 48图表16:2008-2012年东北地区传感器行业市场规模及增长情况 49图表17:2008-2012年京津地区传感器行业市场规模 49图表18:2008-2012年京津地区传感器行业市场规模及增长情况 50图表19:2008-2012年中西部及其他地区传感器行业市场 50图表20:2008-2012年中西部及其他地区传感器行业市场规模及增长 51图表21:2008-2012年我国传感器行业市场规模及增长情况 52图表22:2008-2012年我国传感器行业细分产品市场规模单位:亿元 52图表23:2012年传感器市场容量 53图表24:2008-2012年中国汽车传感器行业市场规模 54图表25:2008-2012年中国汽车传感器行业市场规模及增长情况 54图表26:2008-2012年中国压敏传感器行业市场规模 81图表27:2008-2012年中国压敏传感器行业市场规模及增长情况 81图表28:2013-2018年中国压敏传感器行业市场规模预测 82图表29:2008-2012年中国热敏传感器行业市场规模 82图表30:2008-2012年中国热敏传感器行业市场规模及增长情况 83图表31:2013-2018年中国热敏传感器行业市场规模预测 83图表32:2008-2012年中国气敏传感器行业市场规模 84图表33:2008-2012年中国气敏传感器行业市场规模及增长情况 84图表34:2013-2018年中国气敏传感器行业市场规模预测 85图表35:2008-2012年中国光敏传感器行业市场规模 85图表36:2008-2012年中国光敏传感器行业市场规模及增长情况 86图表37:2013-2018年中国光敏传感器行业市场规模预测 86图表38:2008-2012年中国力敏传感器行业市场规模 87图表39:2008-2012年中国力敏传感器行业市场规模及增长情况 87图表40:2013-2018年中国力敏传感器行业市场规模预测 88图表41:2008-2012年中国湿敏传感器行业市场规模 88图表42:2008-2012年中国湿敏传感器行业市场规模及增长情况 89图表43:2013-2018年中国湿敏传感器行业市场规模预测 89图表44:2008-2012年中国磁敏传感器行业市场规模 90图表45:2008-2012年中国磁敏传感器行业市场规模及增长情况 90图表46:2013-2018年中国磁敏传感器行业市场规模预测 91图表47:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司资产负债情况单位:千元 93图表48:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司收入利润情况单位:千元 94图表49:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司盈利能力 94图表50:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司偿债能力 94图表51:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司运营能力 94图表52:2008-2012年北京昆仑海岸传感技术有限公司成长能力 95图表53:黑龙江敏感技术产业集团有限公司简介 95图表54:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司资产负债情况单位:千元 96图表55:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司收入利润情况单位:千元 96图表56:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司盈利能力 96图表57:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司偿债能力 96图表58:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司运营能力 97图表59:2008-2012年黑龙江敏感技术产业集团有限公司成长能力 97图表60:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司资产负债情况单位:千元 98图表61:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司收入利润情况单位:千元 98图表62:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司盈利能力 98图表63:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司偿债能力 99图表64:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司运营能力 99图表65:2008-2012年上海尼赛拉传感器有限公司成长能力 99图表66:2008-2012年维博公司资产负债情况单位:千元 101图表67:2008-2012年维博公司收入利润情况单位:千元 101图表68:2008-2012年维博公司盈利能力 101图表69:2008-2012年维博公司偿债能力 101图表70:2008-2012年维博公司运营能力 102图表71:2008-2012年维博公司成长能力 102图表72:麦克传感器有限公司简介 102图表73:2008-2012年麦克传感器有限公司资产负债情况单位:千元 103图表74:2008-2012年麦克传感器有限公司收入利润情况单位:千元 103图表75:2008-2012年麦克传感器有限公司盈利能力 103图表76:2008-2012年麦克传感器有限公司偿债能力 104图表77:2008-2012年麦克传感器有限公司运营能力 104图表78:2008-2012年麦克传感器有限公司成长能力 104图表79:兴勤(常州)电子有限公司简介 105图表80:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司资产负债情况单位:千元 105图表81:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司收入利润情况单位:千元 105图表82:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司盈利能力 105图表83:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司偿债能力 106图表84:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司运营能力 106图表85:2008-2012年兴勤(常州)电子有限公司成长能力 106图表86:天津松下电子部品有限公司简介 107图表87:2008-2012年天津松下电子部品有限公司资产负债情况单位:千元 107图表88:2008-2012年天津松下电子部品有限公司收入利润情况单位:千元 107图表89:2008-2012年天津松下电子部品有限公司盈利能力 108图表90:2008-2012年天津松下电子部品有限公司偿债能力 108图表91:2008-2012年天津松下电子部品有限公司运营能力 108图表92:2008-2012年天津松下电子部品有限公司成长能力 108图表93:2008-2012年西安中星测控有限公司资产负债情况单位:千元 111图表94:2008-2012年西安中星测控有限公司收入利润情况单位:千元 111图表95:2008-2012年西安中星测控有限公司盈利能力 112图表96:2008-2012年西安中星测控有限公司偿债能力 112图表97:2008-2012年西安中星测控有限公司运营能力 112图表98:2008-2012年西安中星测控有限公司成长能力 112图表99:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司资产负债情况单位:千元 115图表100:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司收入利润情况单位:千元 115图表101:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司盈利能力 115图表102:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司偿债能力 116图表103:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司运营能力 116图表104:2008-2012年宁波柯力电气制造有限公司成长能力 116图表105:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司资产负债情况单位:千元 117图表106:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司收入利润情况单位:千元 117图表107:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司盈利能力 117图表108:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司偿债能力 118图表109:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司运营能力 118图表110:2008-2012年精量电子(深圳)有限公司成长能力 118图表111:2008-2012年全球传感器行业市场规模 123图表112:2008-2012年全球光纤传感器市场规模 127图表113:2012年光纤传感器市场分布 127图表114:2008-2012年全球温度传感器市场规模 129图表115:2008-2012年半导体传感器市场规模 131图表116:2008-2012年全球化学传感器市场规模 132图表117:2008-2012年全球MEMS传感器市场规模 133版权申明本报告是北京汇智联恒咨询有限公司的研究成果。本报告内所有数据、观点、结论的版权均属北京汇智联恒咨询有限公司拥有。未经北京汇智联恒咨询有限公司的明确书面许可,任何人不得以全文或部分形式(包含纸制、电子等)传播。不可断章取义或增删、曲解本报告内容。北京汇智联恒咨询有限公司对其独立研究或与其他机构共同合作的所有研究数据、研究技术方法、研究模型、研究结论及衍生服务产品拥有全部知识产权,任何人不得侵害和擅自使用。本报告及衍生产品最终解释权归北京汇智联恒咨询有限公司所有。免责声明本报告所载资料的来源及观点的出处皆被北京汇智联恒咨询有限公司认为可靠,但北京汇智联恒咨询有限公司对这些信息本身的准确性和完整性不作任何保证。尽管北京汇智联恒咨询有限公司相信本报告的研究和分析成果是准确的并体现了行业发展趋势,但所有阅读本报告的读者在确定相关的经营和投资决策前应寻求更多的行业信息作为依据。读者须明白,本报告所载资料、观点及推测仅反映北京汇智联恒咨询有限公司于最初发布此报告时的判断,北京汇智联恒咨询有限公司可能会在此之后发布与此报告所载资料不一致及有不同观点和推测的报告。北京汇智联恒咨询有限公司不对因使用此报告的材料而引致的损失负任何法律责任。中国传感器行业发展现状总体技术水平分析我国工业现代化的进程和电子信息产业以20%以上的速度连续高速增长,带动了传感器市场的快速上升。近几年,传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中的应用也快速增长,所用传感器占市场份额的15%左右。上述行业对传感器的大量需求,为本土传感器产业提供了很好的发展机遇。未来五年,国内传感器市场平均销售增长率将达30%以上。本土传感器需求规模快速增长的主要动力来自于工业电子设备和汽车电子、通信电子、消费电子和专用电子设备等。工业电子设备和汽车电子是电子信息产业中增长最快的行业,也是传感器应用最多的领域,如测量各种工艺变量、电子特性和物理量,以及传统的运动/定位等。随着重大装备制造业在中国的发展,对传感器提出了更高要求。传感器在半导体装备中,除具有多样性之外,对传感器的精度和响应要求也更高,种类涉及温度、压力、流量及位移等。就半导体设备而言,系统需要采集大量的实时数据,对于某些参数需要响应时间足够短,这就对传感器本身和传输距离有更高的要求。但是,有些传感器自身无法满足这一要求。当集成电路、计算机技术飞速发展时,人们才逐步认识到传感器没有跟上信息技术的发展,在某些场合却成为制约信息技术等高新技术的瓶颈。中国传感器发展现状迄今为止,我国传感器产品仅有10大类、42小类、6000多个品种,尚有大量的品种短缺。由于在技术和生产能力上同发达国家还有较大差距,产品技术档次低,品种规格不齐全,国内传感器产品还远不能满足国内需求,特别是一些高档传感器、MEMS传感器、汽车用传感器以及专用配套传感器等,这些仍然主要依赖进口。国内传感器发展水平与国外相差甚远的原因,主要存在以下问题:1、技术基础薄弱,研究水平不高,缺乏自主知识产权。我国目前很多企业都是引用国外的芯片加工,自主研发的产品少之甚少,自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上,发展空间捉襟见肘。国产传感器企业长期依赖国外技术发展,在技术上形成了“外强中干”的局面,不仅失去了中高档产品市场,而且也直接导致自己能生产的产品品种单一、同质化十分严重的问题。2、大量小企业的存在使得在低端传感器领域,国产传感器的价格竞争更加惨烈,而另一面,在高、精、尖领域,国产传感器生存惨淡。随着传感器向产业化更积极地迈进,包括通用传感器在内的传感器应用领域和范围的进一步扩大,随着市场化程度的深入和客户采购制度的完善,这将给中国传感器产业走向规范化发展的轨道提供一个良好的契机。3、专利意识淡薄,这是本土企业普遍存在的问题。在走出国门参与国际市场竞争的意识还有待加强。原因是多方面的:一是底气不足;二是其他发达国家的认证门槛很高,比如UL、TüV等认证。而在很多国家和地区,如没取得这些认证就无法进入到他们的市场。当前,传感器技术正朝着智能化、微型化、低功耗、无线传输及便携式方向发展,中国本土传感器市场也持续高速增长,差距意味着存在发展空间。然而,面对如此具有诱惑力的市场,中国企业要努力的地方还有很多。科技攻关概况1、引言在国家科技部的组织下,“96-748传感器技术研究”国家重点科技攻关项目进行了项目验收。与会专家听取了项目实施组的“项目执行自评估报告”后认为,“96-748传感器技术研究”经过3年攻关已经圆满地完成国家攻关项目规定的攻关目标、考核目标和研究内容。本项目共计投入经费6642.37万元,国家拨款2500万元。投入科技人员468人/年。通过3年的攻关,共计建成中试生产线12条,其中工程化课题建成中试生产线9条,新产品开发课题建成中试生产线3条,使18个品种75个规格的新产品形成一定规模的中试生产;通过新产品开发,开发了力敏、磁敏、温度、湿气敏的51个品种86个规格的新产品,90%的成果进行了批量或小批量生产并供应市场。传感器的共性关键技术包括CAD技术、关键制造工艺、微机械加工技术、可靠性技术在生产中得到应用,攻关产品的成品率普遍提高10%以上,可靠性水平提高1-2个等级,建成传感器实验室、试验基地5个;据不完全统计,攻关3年累计销售各类传感器1260多万支,实现销售收入14418多万元,取得科研成果59项,总体水平达到国外九十年代中期的先进水平。获得国家专利32项(其中获得和受理发明专利11项),在国内外各类期刊上发表学术论文和研究报告244篇,进行技术转让6项,取得较好的成绩。“九五”传感器科技攻关的指导思想是:一个目标是提高传感器的技术水平、可靠性水平和产业化程度。二个转变是向提高企业技术进步转变,向提高市场占有率转变。三个结合是共性关键技术与应用技术相结合,加快产业化进程;典型产品开发与产品系列化相结合;满足市场需要;科研开发与成果工程化相结合,实现适度规模生产。通过攻关,在传感器的关键制造工艺、新产品开发、科技成果的工程化等方面提高了我国传感器的技术水平,促进了我国传感器产业的形成,缩小了与世界先进水平的差距。2、在技术上,取得一批具有自主知识产权的成果通过攻关,在技术上有所创新,取得一批具有自主知识产权的科技成果,主要是:(1)复旦大学发明的掩膜-无掩膜腐蚀工艺为国际首创。不仅在实验上取得凸角处出现[311]面的基本规律,理论上也推导出新的底面条件和新生底面深度和位置的公式,开创了用腐蚀技术制造微结构的新工艺。利用KOH腐蚀液对于不同晶面腐蚀速率的差异,在理论和工艺上解决了采用一次掩膜技术形成三维多层微机械结构的工艺,多层结构层差控制精度在4/μm以内,转移平面的平整度优于1/tm,受理一项发明专利。(2)清华大学研制成功一种基于石英谐振器应变敏感效应的数字式力与称重传感器。研究了敏感元件的力敏特性、谐振器的能陷效应与谐振频率、谐波次数和结构的关系,保证了良好的频率稳定性。研制了专用胶粘剂,解决了影响传感器蠕变和滞后性能的关键工艺,提高了传感器性能指标及合格率。在国内外首创开发了系列化的下游应用产品——各类石英电子衡器。取得6项实用新型专利、一项发明专利,受理4项发明专利。(3)哈尔滨理工大学研制成功了"新型本征半导电高分子压力温度双参数传感器",首次合成聚省醌自由基高聚物,这是一种压敏系数和温度系数极高的高分子材料,过材料表面处理等技术制成传感器,解决了油井高温潜油泵的温度和压力测量的难题。经过检索表明,新型本征高分子压力温度双参数传感器为国际首创,已经受理一项发明专利。(4)沈阳仪器仪表工艺研究所在国内首次解决了扩散硅力敏芯片温度灵敏度自补偿工艺。通过调整平面工艺的掺杂工艺参数,实现了在-30-80C的全温区内,力敏芯片的灵敏度温度漂移控制在5%o之内,实现了扩散硅力敏芯片的灵敏度温度自补偿。(5)沈阳仪器仪表工艺研究所开发了高灵敏度InSb薄膜制备工艺,解决了高密度、高磁导率铁氧体基底磨抛工艺,In、Sb单质蒸镀工艺,敏感磨层微米级减薄工艺以及提高芯片灵敏度的掺杂工艺,研制的InSb薄膜完全能够满足制备高性能磁敏元件的需要。取得了两项实用新型专利和发明专利。3、在开发上,使一批市场急需的传感器实现批量生产“九五”国家传感器科技攻关,对市场急需的传感器新产品进行了工程化研究和开发。通过国家支持、单位自筹、成果转让、技术入股等方式,建成12条中试生产线,使一批科技含量较高的传感器新产品实现适度规模的中试生产,主要有:(1)扩散硅压力传感器实现了3kPa~60MPa量程范围内的多个品种和规格的批量生产,产品有:工业变送器用压力传感器,智能变送器用多功能压力传感器,TO封装和充油结构的通用压力传感器。产品的性能指标,包括短期稳定性、长期稳定性、可靠性都达到国外同类产品的水平,开始批量供应市场。可以说,通过攻关,沈阳仪器仪表工艺研究所的扩散硅传感器的制造工艺已经成熟。并且在国内首次实现采用微机械加工的基本工艺,批量生产各类扩散硅压力传感器。(2)石英谐振称重传感器在清华大学研制成功,并开发成功1~15kg的各种电子衡器。多方投资1668万元,在深圳建立深圳清华传感器设备有限公司,进行批量中试生产,建成年产100万支石英谐振称重传感器和20万台电子衡器的中试生产线,产品大部分出口国外。(3)华中理工大学研制成功高压系列和低压系列4个品种的过载保护PTC热敏电阻,并以技术入股的方式(25%),在武汉高新技术开发区成立湖北中帮传感器公司,投资980万元,建立年产2000万支的生产线,建成后产值将达到5000万元。同时,该技术在上海兆和公司进行了1000万支的中试生产,产品主要用于程控交换机和电机的过载保护。(4)中科院新疆物理所开发的小型和超小型NTC热敏电阻在一致性、可靠性和性能价格比上与韩国、日本产品相当,在家电和粮库行业占有较大的市场份额。在新疆传感器公司建成小型和超小型NTC热敏电阻中试生产线,1999年的销售数量110万支。(5)InSb霍尔元件经过"八五"和"九五"科技攻关,解决了从芯片制造到封装等一系列技术关键,打破了日本旭化成公司的技术垄断,实现了InSb霍尔元件的批量生产,产品性能达到日本旭化成公司产品的水平,并在沈阳仪器仪表工艺研究所和南京中旭微电子公司进行批量生产,最近南京中旭微电子公司将与台湾一公司进行合资,扩大规模,最终建成年产1亿支的生产能力。(6)中科院合肥智能机械研究所开发的厚膜压力传感器,经过工程化研究,在南京中旭微电子公司建成年产5万支的厚膜压力传感器中试生产线,压力范围为0.02~40MPa,产品在工业控制领域得到应用。(7)ct-Fe203气敏传感器和家用气体报警器,在信息产业部49所和大庆泰科传感器公司,建成年产100万支的生产线,并通过了ISO-9001质量体系认证。产品在家电和环保行业得到应用。(8)在高温压力传感器方面,开发了SiO、多晶硅、SiC三种高温压力传感器。使硅压阻压力传感器的工作温区由-30~80C拓展到22013,用于油井的高温压力测量。经过油田使用证明,该三种高温压力传感器性能良好,并出口国外。(9)高温硅霍尔集成开关的研制成功,使硅集成霍尔开关的最高工作温度由120C提高到15013,并在南京中旭微电子公司进行批量生产,每年有10多万支应用于汽车点火器,效果良好。(10)低功耗和低浓度CO、S02、N02等气体传感器开发成功,在环保领域有广阔的应用前景,中科院长春应用化学研究所的科技成果已经转让到台湾茂发科技公司,进行批量生产。4、共性关键技术研究提高了传感器行业的技术水平国家传感器科技攻关,在共性关键技术方面,主要解决了传感器CAD应用技术,关键制造工艺技术,微机械加工应用技术和可靠性技术的研究,并在传感器生产中得到应用和推广。(1)传感器CAD设计应用技术研究使扩散硅压力传感器、差压传感器、多功能压力传感器、加速度传感器、霍尔磁敏元件和应变式传感器实现了CAD设计。从应力分析、版图设计、结构分析、图纸设计都实现计算机化。设计结果在生产工艺线得到实验验证,总符合率达到80%.力敏器件的平面工艺进行计算机模拟,确定了平面工艺中扩散、离子注入、氧化、再扩散等关键制造工艺的计算机模拟程序。提高了传感器的设计水平和新产品的自主开发能力。(2)扩散硅4"芯片生产工艺研究在国内实现扩散硅传感器用4"硅片工艺进行生产,通过调整工艺参数,使硅压阻传感器的灵敏度温度漂移在-30-80℃的全温区内控制在0.5%FS之内,实现了灵敏度温度漂移免补偿。通过传感器性能参数稳定性的研究,使传感器的100h短期稳定性达到5ttV之内,保证年长期稳定性达到0.2%FS,达到国外同类产品的先进水平。批量生产的4"硅片的硅压阻芯片,管芯最小面积为1.2×1.2(mm),合格率达85%.(3)InSb薄膜工艺技术研究解决了用In、Sb单质蒸镀工艺,在磁性和非磁性基底上替代InSb单晶蒸镀制作多晶膜的工艺技术,降低了成本,提高了成品率。同时采用选择性湿法刻蚀工艺,特别是InSb-Au欧姆接触膜层的选择性刻蚀工艺制作电极。工艺成品率达到60%以上。用该InSb薄膜开发了3个品种13个规格的InSb霍尔元件,并进行批量生产。(4)在新型气湿敏超细粉料的研制方面,通过攻关,开发了Zr02-Y20,湿敏材料和NaSiCON固体电解质材料,应用这些材料,研制了400C的高温湿度传感器和平面内加热式C02气敏元件。(5)化学腐蚀、电化学腐蚀、Si-Si键合等微机械加212/12艺在传感器批量生产中得到应用。成功地应用于10kPa~60MPa传感器的批量生产中,腐蚀硅膜片的最小厚度达到10/tm,精度控制在10%之内。目前,沈阳仪器仪表工艺研究所扩散硅压力传感器的敏感膜片全部由精密化学腐蚀、大片静电封接、硅-硅键合等MEMS工艺完成。腐蚀和封接工艺的成品率达75%.在国内首次实现了扩散硅压力传感器用微机械加TT艺进行批量生产。(6)通过传感器可靠性技术研究,完成了传感器综合应力试验,制定了综合应力试验的技术规范,使PTC、NTC热敏电阻、扩散硅压力传感器、InSb霍尔元件的可靠性寿命试验时间由1年左右缩短到1~2个月,可靠性试验技术有了较大的提高。通过可靠性增长技术研究,使企业批量生产的DL93、SG75扩散硅压力传感器、石英谐振称重传感器、PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、InSb霍尔元件、a-Fe203气敏元件、廉价湿度传感器的可靠性指标提高1--2个数量级。可以看出,“九五”传感器科技攻关面向市场需求,面向经济建设需要,在提高我国传感器的技术水平和产业化程度方面取得了较大成绩,起到了科技成果产业化的孵化器的作用,促进了我国传感器技术水平的提高,加快了科技成果产业化的进程。21世纪,人类全面进入信息电子化的时代。敏感元件及传感器是信息系统的关键基础元器件。微电子和微机械加工等先进制造技术的使用,使传感器技术迅速发展。与传统的传感器相比,最新一代敏感元件及传感器的突出特征是数字化、智能化、阵列化、微小型化和微系统化。作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感器技术,将是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。因此我们必须重视传感器技术的发展,加快产业化的进程。产业规模中国传感器的市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备,其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右,市场规模达到200亿元以上,传感器整个市场突破500亿元。图表SEQ图表\*ARABIC1:2008-2012年我国传感器行业市场规模2008年2009年2010年2011年2012年市场规模(亿元)253327366434512增长率29.25%11.93%18.58%17.97%数据来源:国家统计局图表SEQ图表\*ARABIC2:2008-2012年我国传感器行业市场规模及增长情况数据来源:国家统计局国内外差距及其原因分析我国敏感元件与传感器行业现状与差距我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后,随着国民经济信息化进程的加快,之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为:一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产,装备制造与系统集成,硬件制造与软件制造,工业生产与信息服务相结合的现代信息产业;二是产业结构,产品结构,企业结构,运行机制,管理模式等方面发生了深刻变化;三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业,是新世纪的战略产业,为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。传感器技术及其产业的特点是:基础、应用两头依附;技术、投资两个密集;产品、产业两大分散。基础、应用两头依附,是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别,敏感材料多种多样,工艺设备各不相同,计测技术大相径庭,没有上述四块基石的支撑,传感器技术难以为继。应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术,其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用,才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展传感器技术要以市场为导向,实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度,尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时,更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一,也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散,产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多,生产、研究单位分布在除地方外有12个部委(电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等),其应用渗透到各个产业部门,它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求,不断调整产业结构和产品结构,才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。形成我国传感器产业的基础和有利条件1、国家对传感器产业发展的战略与政策十分重视国家科委于1987年4月制定的《传感器发展政策》白皮书中确定了“必须大力发展传感器技术,特别是要把新型传感器技术作为信息技术中优先领域予以发展”。1991年12月30日《中共中央关于制定国民经济和社会发展的十年规划和“八五”计划的建议》中第21条明确了要“大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用”。2、我国传感器技术研究水平迅速提高国家对提高我国传感器研究水平采取了一系列的措施,如在中国科学院建立了传感技术国家重点实验室;在沈阳仪器仪表工艺研究所建立了传感器国家工程研究中心;国家计委将传感器技术研究列为国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目;国家科委在“863”计划高技术项目中也列入了有关传感器技术研究。通过上述措施不仅使我国传感器研究水平与国外的差距迅速减小,而且在科研单位及高校中形成了一支具有较高水平的传感器研究队伍,如沈阳仪器仪表工艺研究所、中国科学院合肥智能机械研究所、中国科学院上海冶金所、清华大学、复旦大学等单位均有专业研究队伍,他们目前均在知识创新及技术创新方面开展研究工作。3、国家制定建立传感器产业发展规划我国有关传感器产业的相关专业部门,如信息电子部、机械工业部等,都分别组织有关科研和生产的专家制订我国“传感器产业发展规划”,规划的制订将有序地调整我国传感器产业结构,迅速合理地发展传感器产品,这无疑对建立我国传感器产业有积极的作用。我国传感器产业的发展概括起来是:困难是存在的,但前途是光明的。让我们把握机遇,努力建立我国的传感器产业。存在的问题上规模企业少受国外产品冲击严重,我国从事敏感元件与传感器研制生产的院校、研究所、企业有1300多家,但研制、生产综合实力较强的骨干企业较少,仅占总数的10%左右。国内市场受到国外产品的冲击十分严重,上百家的国外传感器产品的国内代理商,使洋货在国内传感器市场占有主要份额。产品技术水平偏低我国目前很多企业都是引用国外的元件进行加工,自主研发的产品少之甚少,自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上,发展空间捉襟见肘。国产传感器企业按照长期依赖国外技术的惯性发展至今,在技术上形成了“外强中干”的局面,不仅失去了中高端产品市场,而且也直接导致自己能生产的产品品种单一,同质化十分严重。甚至有相当一部分国产产品只能模仿别人的外形,即使这样,由于技术水平低,模仿产品的灵敏度、精度和可靠性也差强人意。我国对传感器技术研究开发阶段的资源投入相对比较重视,但却相对忽略了产业化基础性的开发,对产品化、商品化的基础技术的开发严重滞后,材料、制造工艺和装备、测试及仪器等相关和配套的共性基础技术相互脱节,制约产业化的进程,与国际水平相比落后10-15年。产品种类欠缺传感器产品的品种、规格、系列不全,技术指标不高。国内传感器产品往往形不成系列,产品在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外也有相当大的差距。企业产品研发能力弱从目前市场份额和市场竞争力指数来看,外资企业仍占据较大的优势。我国传感器企业95%以上属小型企业,规模小、人才短缺、研发能力弱、规模效益差,综合实力较强的骨干企业较少,与国外企业无法抗衡。

中国传感器行业成长性分析传感器产业地位分析传感器产业地位显著传感器在当前快速发展的自动化产业以及智慧城市建设等方面,行业市场迅速扩大,但是在国内传感器产业却并不能很好的把握市场。无它,单从技术上种类上国内只能完成大约6000多种的国产化,行业技术亟待提高。目前从整个气体传感器领域来看,技术虽然稳定性大,但门槛很低。未来的前进方向只能是高精尖。而物联网的发展将极大推进传感器领域发展,其在能源、智能感知、安全监控、环保等领域将有极大应用。2012年中国传感器行业发展总体规模逐渐扩大,显著应用于汽车工业中包括汽车轮胎中的传感器应用、安全气囊中的传感器应用、底盘系统中的传感器应用、发动机运行管理系统中的传感器应用、废气与空气质量控制系统中的传感器应用和需求、ABS中的传感器应用和需求、车辆行驶安全系统中的传感器应用和需求、汽车防盗系统中的传感器应用和需求、发动机燃烧控制系统中的传感器应用和需求、汽车定位系统中的传感器应用和需求、汽车其他系统中的传感器应用和需求。除此以外,中国传感器在其他领域也有新的应用,如工业控制领域、在环境保护领域、在设施农业中、在多媒体图像领域、其它有关传感器的应用。回顾中国传感器行业,虽然发展迅速,但是也存在一些不利的因素。如在产品技术上产业基础薄弱、科技与生产脱节、产品技术水平偏低、产品种类欠缺、企业产品研发能力弱。但另一方面国家不断制定有利传感器产业发展的战略与政策,全年整机系统市场的快速发展,新兴技术的不断推动也都成为传感网发展的利好因素。全球现在大概有40个国家从事传感器的研制生产工作,研发、生产单位有5000余家,产品达20000多种。国内有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用,其中从事MEMS研制生产的有50多家,但规模和应用领域都较小。由于没有规模化应用,国内传感器产品普遍存在技术水平低和价格高的矛盾。在国际市场上,德国、日本、美国、俄罗斯等老牌工业国家的企业主导了传感器市场,许多厂家的生产都实现了规模化,有些企业的年生产能力达到几千万只甚至几亿只。相比之下,中国传感器的应用范围较窄,更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。有赖于此,中国传感器市场竞争十分激烈。由此我国未来传感器产业或将遵循以下三个方向:第一,以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域,以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象,发展具有自主知识产权的原创性技术和产品。第二,以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标,加速产业化,使国产传感器的品种占有率达到70%~80%,高档产品达60%以上。第三,以MEMS工艺为基础,以集成化、智能化和网络化技术为依托,加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发,使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平。传感器成为我国的瓶颈产业中国目前已有1600家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,年产量达24亿只,市场规模超过900亿元。但同时,国产传感器产品却面临种类和规格不全、尖端品种缺少、产品整体档次低的难题。国内企业年销售收入5000万以下的企业占绝大多数,年销售收入上亿元的企业更是少之又少。我国目前传感器产品品种数为6000个左右,而国外已达20000多个,产品品种远远满足不了国内传感器市场需求。从行业产品结构看,老产品比例占60%以上,数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。中国传感器产业在整体上难以和国外同类企业抗衡。在国内外企业实力悬殊的竞争格局中,中国企业不得不用低价策略在市场上血拼。传感器产业的落后造成当前国内的形势是国家重大装备所需高端产品很大程度依赖进口,而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表,国外对我国往往采取限制和禁运;同时在金融危机后,不少国外知名企业也开始向中低端市场进军,致使国内传感器行业处于十分困难的境地。与此同时,国内传感器企业大部分仍然以手工方式生产技术含量低的产品,大学院校和研究院所跟踪国外高技术的科研成果也以实验室样品居多,以及国内专业技术人员资源的匮乏也都导致了现下产业格局做不强、做不大。近年来,随着智能制造、物联网等新兴产业的兴起,掀起了全球传感器产业的新一轮飞速发展,2011年全球传感器市场容量为575亿美元,预计2017年可超767亿美元。而中国传感器产业受集中度低、整体档次低、创新能力差、人才匮乏等制约,高端产品大多依赖进口,传感器产业发展落后将成国家战略新兴产业发展瓶颈,与会学者疾呼加速推进已迫在眉睫。中国目前有1600家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,在机械量、热学量、光学量、磁学、电学、声学、生物量等领域已具有一定的产业化能力,但与美国等老牌工业国家相比,仍存在较大差距,年产值超100万只的企业寥寥无几,国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。金融危机后,在中低端市场优势日渐减弱。中国传感器产业发展,不仅需要学术上不断创新,同时要不断探索其在各领域的应用,有实用价值才有生命力。近10年,中国传感技术的产业化,销售额超过100亿,出口超过10亿美元。抓住“十二五”期间国家大力发展的七大战略新兴产业,业界可采取产业融合的发展模式,加速推动传感器产业发展,新型敏感材料开发,纳米传感器、超导传感器、智能传感器等均可是研制方向。中国传感器行业经济效益分析1、传感器行业盈利能力图表SEQ图表\*ARABIC3:2008-2012年我国传感器行业盈利能力2008年2009年2010年2011年2012年资产利润率10.67%13.72%12.48%12.67%12.81%销售利润率8.59%11.44%12.23%12.33%12.46%毛利率18.17%19.56%25.91%25.86%25.92%数据来源:国家统计局图表SEQ图表\*ARABIC4:2008-2012年我国传感器行业盈利能力变化情况数据来源:国家统计局2、传感器行业偿债能力图表SEQ图表\*ARABIC5:2008-2012年我国传感器行业偿债能力2008年2009年2010年2011年2012年资产负债率43.40%43.26%46.71%46.82%46.79%流动比率1.401.421.511.521.54数据来源:国家统计局图表SEQ图表\*ARABIC6:2008-2012年我国传感器行业偿债能力变化情况3、传感器行业运营能力图表SEQ图表\*ARABIC7:2008-2012年我国传感器行业运营能力2008年2009年2010年2011年2012年存货周转率5.082.372.712.722.74流动资产周转率2.141.951.521.541.56资产周转率1.241.201.211.201.21数据来源:国家统计局图表SEQ图表\*ARABIC8:2008-2012年我国传感器行业运营能力变化情况数据来源:国家统计局中国传感器应用发展情况在汽车工业中的应用汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一,汽车传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的性能。一般一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车的传感器数量可达二百余只,主要分布于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。汽车传感技术是随着汽车电子的发展而发展起来的一种技术。汽车传感器是汽车电子控制系统的输入装置,它把汽车运行过程中的各种工况信息如车速、发动机运转工况等转化成电信号输给中央控制单元,使发动机处于最佳工作状态。汽车传感器可对温度、压力、位置、转速、加速度、流量、湿度、电磁、光电、气体、振动等信息,进行实时、有效而准确的测量和控制。由于汽车行驶环境中温度和气候条件差别极大,因此要求传感器具有极强的适应能力,能在-40℃一100℃的环境中正常工作:同时,汽车传感器还要经受来自发动机内部的各种干扰,以及行驶过程中的路况引起的振动。因此,汽车工业对传感器的要求极为苛刻,汽车传感器必须具有稳定性和精度高、响应快、可靠性好、抗干扰和抗震能力强、使用寿命长等特点。由于传感器在电控系统中的重要作用,所以世界各国对其理论研究、新材料应用、产品开发都非常重视。金刚石的耐热性好、热稳定性高,在真空中1200℃以上表面才开始出现炭化,在大气中也要在600℃以上才开始炭化,利用这一特性,制作适用于高温的热敏传感器,从常温到600℃范围内进行温度监测与控制,并且适用在高温且有腐蚀气体的恶劣环境下使用,性能稳定,使用寿命长,可用于发动机中高温测量。此外金刚石在高温下形变率很高,利用这一特性可制作高温环境下使用的振动传感器和加速度传感器。与其它材料振动膜相结合可作为高温、耐腐蚀、灵敏度高的压力传感器,用于振动检测以及发动机气缸压力等测量。光导纤维型传感器由于抗干扰性强、灵敏度高、重量轻、体积小,适于遥测等特点正受到人们的普遍重视。目前已有不少成熟的产品问世,如光纤转矩传感器,温度、振动、压力、流量等传感器。在开发利用新材料同时,由于微电子技术和微机械加工技术发展,传感器正向微型化、多功能化,智能化方向发展。微型化传感器利用微机械的加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以提高系统测试精度,例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。目前已有不少微型传感器面世,如压力传感器、加速度传感器、用于防撞的硅加速度传感器等。在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气,避免充气过量或不足,从而节约燃油10%。多功能化使传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。而智能传感器由于带有专用计算机,因而具有智能特点。此外,传感器响应时间、输出与计算机的接口等问题也是重要的研究课题。随着电子技术的发展,车用传感器的技术必将趋于完善(一)汽车轮胎中的传感器应用汽车在高速行驶过程中,轮胎故障是驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。根据美国汽车工程师学会的调查,在美国每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的,另外,每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析,在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的,而在美国这一比例则高达80%。怎样保持车胎气压在工作条件苛刻恶劣环境中,能行驶正常并及时发现车胎漏气,是汽车防止爆胎和能否安全行驶的关键。因此,行进中的胎压检测就显得尤为重要。汽车轮胎压力传感器IC芯片的目标产品为MEMS技术和集成电路技术相结合的车载轮胎压力监视系统TPMS(TireRressureMonitoringSystem)。目前直接轮胎压力监测系统包括4个或5个(取决于备胎是否装备传感器)轮胎模块和一个中央接收器模块。在德国宝马的Z8,法国雪铁龙的C5,英国阿斯顿·马汀的超级跑车Vanquish,林肯大陆,旁蒂克的旗舰BonnevilleSE,梅赛德斯—奔驰S级轿车等新车介绍中,也将TPMS系统配装于车中,另外,2002年夏天上市的克莱斯勒与道奇(Dodge)迷你箱型车以及Chrysler300M与ConcordeLimited客车也装有TPMS系统。而国内多数汽车厂家目前正在进行实验性研究。图表SEQ图表\*ARABIC9:轮胎传感器工艺流程资料来源:汇智联恒(二)安全气囊中的传感器应用随着电子技术的发展,汽车电子化程度不断提高,为了保护人驾驶安全,在安全气囊中使用传感器感知速度变化保证行驶安全。传感器作为汽车电控系统的关键部件,其优劣直接影响到系统的性能。目前,普通汽车上大约装有几十到近百只传感器,豪华轿车上则更多,这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统,安全气囊和车身控制系统中。尤其传感器在安全气囊上的应用显得非常重要。碰撞传感器是安全气囊系统中主要的控制信号输入装置。其作用是在汽车发生碰撞时,由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号,并将信号输入安全气囊电脑,安全气囊电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气。安全气囊系统一般装有2~4个碰撞传感器,前左、右挡泥板各装一个,有的前面保险杠中间还装有一个,有的车内还装有一个。碰撞传感器现大多数采用惯性式机械开关结构。碰撞传感器由壳体、偏心转子、偏心重块、固定触点、旋转触点等部分组成。在传感器外还固定有一个电阻R,电阻R的功用是对系统进行自检时,检测安全气囊电脑与前气囊碰撞传感器之间的联接导线是否断路或短路。在正常情况下,偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下,顶靠在与外壳相连的止动块上,此时,旋转触点与固定触点不接触,开关"OFF"。当汽车发生碰撞时,偏心重块由于惯性力将带动偏心转子克服弹簧弹力产生偏转。当碰撞强度达到设定值时,偏心转子偏转角度将使旋转触点与固定触点接触而闭合,此时碰撞传感器向安全气囊电脑输入一个"ON"信号。安全气囊电脑只有收到碰撞传感器输入的"ON"信号时,才会去引爆充气元件。在有些汽车中还装有侧向安全气囊,当汽车发生侧向碰撞时,安全气囊也会充气,因此装有侧向安全气囊的系统,在汽车的左右侧还装有碰撞传感器。在安全应用中,基于MEMS的传感器技术近几年已取得显著进步。用来探测加速度的最常用方法之一就是测量可移动震动体的位移,然后将该值转换为可变电容来测量。加速度计的快速反应非常重要。安全气囊应在什么时候弹出要迅速确定,所以加速度计必须在瞬间做出反应。通过采用可迅速达到稳定状态而不是振动不止的传感器设计可以缩短器件的反应时间。当前高端汽车上用于探测碰撞的加速度传感器的数量已经达6个,并且有增加趋势。(三)底盘系统中的传感器应用底盘控制用传感器是指分布在变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、防抱制动系统中的传感器,在不同系统中作用不同,但工作原理与发动机中传感器是相同的,主要有以下几种形式传感器:1、变速器控制传感器:多用于电控自动变速器的控制。它是根据车速传感器、加速度传感器、发动机负荷传感器、发动机转速传感器、水温传感器、油温传感器检测所获得的信息经处理使电控装置控制换档点和液力变矩器锁止,实现最大动力和最大燃油经济性。2、悬架系统控制传感器:主要有车速传感器、节气门开度传感器、加速度传感器、车身高度传感器、转向盘转角传感器等。根据检测到的信息自动调整车高,抑制车辆姿势的变化等,实现对车辆舒适性、操纵稳定性和行车稳定性的控制。3、动力转向系统传感器:它是根据车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器等使动力转向电控系统实现转向操纵轻便,提高响应特性,减少发动机损耗,增大输出功率,节省燃油等。4、防抱制动传感器:它是根据车轮角速度传感器,检测车轮转速,在各车轮的滑移率为20%时,控制制动油压、改善制动性能,确保车辆的操纵性和稳定性。(四)发动机运行管理系统中的传感器应用发动机控制系统用传感器主要有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。1、温度传感器温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。三种类型传感器各有特点,其应用场合也略有区别。线绕电阻式温度传感器的精度高,但响应特性差;热敏电阻式温度传感器灵敏度高,响应特性较好,但线性差,适应温度较低;热偶电阻式温度传感器的精度高,测量温度范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用。已实用化的产品有热敏电阻式温度传感器(通用型-50℃~130℃,精度1.5%,响应时间10ms;高温型600℃~1000℃,精度5%,响应时间10ms)、铁氧体式温度传感器(ON/OFF型,-40℃~120℃,精度2.0%)、金属或半导体膜空气温度传感器(-40℃~150℃,精度2.0%、5%,响应时间20ms)等。2、压力传感器压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压,测量范围20~100kPa,具有输入能量高,动态响应特性好、环境适应性好等特点;压阻式压力传感器受温度影响较大,需要另设温度补偿电路,但适应于大量生产;LVDT式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点,用于汽车吸气阀压力检测,能在高温下稳定地工作,是一种较为理想的传感器。3、流量传感器流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。空气流量传感器有旋转翼片式(叶片式)、卡门涡旋式、热线式、热膜式等四种类型。旋转翼片式(叶片式)空气流量计结构简单,测量精度较低,测得的空气流量需要进行温度补偿;卡门涡旋式空气流量计无可动部件,反映灵敏,精度较高,也需要进行温度补偿;热线式空气流量计测量精度高,无需温度补偿,但易受气体脉动的影响,易断丝;热膜式空气流量计和热线式空气流量计测量原理一样,但体积少,适合大批量生产,成本低。空气流量传感器的主要技术指标为:工作范围0.11~103立方米/min,工作温度-40℃~120℃,精度≤1%。燃料流量传感器用于检测燃料流量,主要有水轮式和循环球式,其动态范围0~60kg/h,工作温度-40℃~120℃,精度1%,响应时间<10ms。4、位置和转速传感器位置和转速传感器主要用于检测曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等。目前汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式等,其测量范围0~360,精度0.5以下,测弯曲角达0.1。车速传感器种类繁多,有敏感车轮旋转的、也有敏感动力传动轴转动的,还有敏感差速从动轴转动的。当车速高于100km/h时,一般测量方法误差较大,需采用非接触式光电速度传感器,测速范围0.5~250km/h,重复精度0.1%,距离测量误差优于0.3%。5、气体浓度传感器气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中,最主要的是氧传感器,实用化的有氧化锆传感器(使用温度-40℃~900℃,精度1%)、氧化锆浓差电池型气体传感器(使用温度300℃~800℃)、固体电解质式氧化锆气体传感器(使用温度0℃~400℃,精度0.5%),另外还有二氧化钛氧传感器。和氧化锆传感器相比,二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜,且抗铅污染能力强的特点。6、爆震传感器爆震传感器用于检测发动机的振动,通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。可以通过检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法来检测爆震。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40℃~125℃,频率范围为5~10kHz;压电式爆震传感器在中心频率5.417kHz处,其灵敏度可达200mV/g,在振幅为0.1g~10g范围内具有良好线性度。7、24GHz雷达传感器24GHz雷达传感器用于汽车防撞安装系统,通过发射雷达波来判断前方出现的物体大小,距离和移动速度,进而通过显示器或与汽车制动系统进行配合,避免汽车与前方物体相撞。传感器发射频率在24.125GHz左右,可以调节的频率范围在50KHz左右。精度在国外精度可以达到毫米级别。(五)废气与空气质量控制系统中的传感器应用废气与空气质量控制系统中的传感器采用热耗散原理,由一个热线式敏感元件(加上一个辅助的补偿热线元件)安放在空气入口的旁路中监测发动机空气质量流量。这种类型的传感器可测量真实的质量,不能测量空气流量的回流波动。废气与空气质量控制系统中的传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中,最主要的是氧传感器,它检测汽车尾气中的氧含量,根据排气中的氧浓度测定空燃比,向微机控制装置发出反馈信号,以控制空燃比收敛于理论值。当空燃比变高,废气中的氧浓度增加时,氧传感器的输出电压减小;当空燃比变低,废气中的氧浓度降低时,输出电压增大。电子控制单元识别这一突变信号,对喷油量进行修正,从而相应地调节空燃比,使其在理想空燃比附近变动。(六)ABS中的传感器应用ABS中的传感器在制动活塞旁边(卡制动碟的卡钳,里面是制动活塞),ABS工作就是保证制动活塞和制动碟不卡死,保证它们处于滑动摩擦和静摩擦的边缘。大多由电感传感器来监控车速,abs传感器通过与随车轮同步转动的齿圈作用,输出一组准正弦交流电信号,其频率和振幅与轮速有关.该输出信号传往ABS电控单元(ECU),实现对轮速的实时监控。1、线性轮速传感器线性轮速传感器主要由永磁体、极轴、感应线圈和齿圈等组成。齿圈旋转时,齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中,感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势,此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时,感应电动势的频率也变化。2、环形轮速传感器环形轮速传感器主要由永磁体、感应线圈和齿圈等组成。永磁体由数对磁极组成,在齿圈旋转过程中,感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势,此信号通过感应线圈末端的电缆输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时,感应电动势的频率也变化。3、霍尔式轮速传感器齿轮转动时,使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化,因而引起霍尔电压的变化,霍尔元件将输出一个毫伏(mV)级的准正弦波电压。此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压。(七)车辆行驶安全系统中的传感器应用G85是ESP系统中唯一个直接由CAN-BUS向控制单元传递信号的传感器。打开点火开关后,方向盘被转动4.5度(相当于1.5cm),传感器进行初始化。装备ESP的车辆,同时也具有牵引力控制系统TCS(TractionControlSystem)、电子差速锁EDL(ElectronicDifferentialLock)、制动防抱死系统ABS(Anti-lockBrakeSystem)功能。其中TCS通过发动机管理系统干预及制动车轮,防止驱动轮打滑。EDL两驱动轮在附着系数不同的路面上,出现单侧车轮打滑时,制动打滑车轮,保证车辆行驶的稳定。ABS/TCS系统就是要防止在车辆加速或制动时出现我们所不期望的纵向滑移。而ESP就是要控制横向滑移,是车辆行驶各种工况下的一个主动安全系统,处理各种异常情况,减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。(八)汽车防盗系统中的传感器应用现代汽车的防盗系统通常采用对车体的冲击、振动监测的方式防盗预警,常用的器件多为磁效应传感器。虽然磁效应加速度传感器的敏感性能很好,但由于磁传感器存在装配、安装误差,其频率响应不稳定,会造成后续信号处理电路和微控制器接口电路比较复杂,致使系统报警的可靠性降低,误报率较高。另外,拖车或整车搬运的方法也是目前窃赋盗窃汽车常用的手段,对付这种盗窃方式最有效的方法是对车体的倾斜角度进行监测,而磁效应传感器无法测量静态加速度,不能对车体的倾斜角度进行测量,也就无法对这种盗窃方式进行监测预警。总之,利用磁效应传感器不能很好地完成防盗监测的任务,这就需要一种更合理、更可靠的传感器件来替(九)发动机燃烧控制系统中的传感器应用发动机控制系统用传感器发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的核心,种类很多,包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信供息,ECU对发动机工作状况进行精确控制,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。由于发动机工作在高温发动机表面温度可达150°C、排气歧

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