传感器真正独立存在,并且展现出它的作用还要从20世纪中期开始算,而且每一次技术更新迭代,传感器作用就变得越来越重要。
传感器技术迭代
第一代传感器是:结构传感器,诞生于20世纪50年代,是第一次工业批量生产的传感器,比较典型的代表是:电阻式传感器,它90%都用称重上面,大概长这样:。
像体重计就是称重的一种,我们人站上去的时候,指针会发现变化或者显示一个体重。
它的原理也很简单,这中间是金属材料做的,可以导电,我们人站上去,这个金属就会发生形状变化,形状变化又会引起电阻和电流的变化,这样指针或者数字就会发生变化。
基本每个宝宝刚出生都需要先称量体重,可以说是人类第一个接触的电子产品就是这个了,说它影响我们每个人,没毛病吧?
当然这个时期的传感器比较粗糙的,作用也有限,后来有些头脑比较聪明的人就想:这些金属能不能换成其他的东西,比如说对光比较敏感的材料,是不是可以把转化成做成电信号?
答案是当然可以了,我们上面说的图像传感器的核心元件就是光敏传感器,于是在上世纪70年代的时候,物理传感器就诞生了。
那么既然物理传感器可以把碰不到、摸不着的光转化成电信号,那么有温度的热量可以转化成电信号吗?如果热量也可以,那么声音、磁场等其他物理特性可以转化成电信号吗?
答案也是可以的,所以传感器的材料从金属发展到半导体、电介质 、磁性材料等等各种固体材料,,它的结构很简单,主要是敏感元件和转换元件,顾名思义,敏感元件就是用来感应(检测)外界的信息,转化就是将感应到的信息转化成电信号。
第二代传感器就比第一代丰富得多,不仅种类多,而且功能也越来越多,像我们生活中常见的开关,以前只有手动的,现在有声音感应的、感光的,还有触屏的,用的都是不同的传感器,还有军事领域的雷达也是,有红外线传感器、毫米波雷达,红外线雷达等等,也是不同的传感器。
这些传感器又做成了各种各样的检测设备,传感器也开始进入人类各个领域,这个时候产业界已经认为没有传感器检测各种信息,,那么现代科学技术,就不能得到发展。
但是这还没完,人类对科技的追求是无止境的,各种设备的功能不断增加,对传感器的需求也越来越多,一个设备里面可能要求有多种功能,这个时候可能一台设备就需要安装多种传感器。
比较典型的就是屏幕,以前屏幕只要可以触摸或者滑动就可以操控手机等设备,现在屏幕还需要指纹解锁等功能。
但是呢,要满足这么多功能,就遇到了一个致命的问题:体积太小的设备安装不了很多传感器。
为了解决这个问题,人们就想了个办法,能不能把多种传感器重组下来,集成到同一个传感器里面?于是集成传感器就诞生了,人们把很多个传感器组合在一起或者把传感器和其他元件组合在一起。
比较常见的手机指纹传感器,它是由光、压力、温度等等多种传感器集成的。
但是这依旧没完,后来人们就思考,既然传感器可以和传感器组合,那么传感器能不能和其他高科技结合一下,让传感器性能变得更加优秀一点?
答案也是可以的,于是集成传感器芯片也出现了,它将传感器与小型的芯片等元件组合在一起,这样传感器不仅能感应和转化信号,而且还能处理信号,性能得到提升,这就是第三代智能传感器的前身。