不止于微型化與低功耗，傳感器向無源化繼續(xù)發(fā)展
全球的傳感器市場在一波又一波的技術(shù)工藝革新，需求升級中呈現(xiàn)出了快速增長的趨勢。尤其物聯(lián)網(wǎng)概念興起的今天，將傳感器在現(xiàn)有基礎(chǔ)上又推向了新的應(yīng)用方向。在目前的傳感器行業(yè)中，越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入MEMS工藝，AI結(jié)合等關(guān)鍵領(lǐng)域，開始向智能化，微型化，低功耗等方面發(fā)展。
拋開智能化這個寬泛的概念，微型低耗其實是不僅存在于傳感器行業(yè)，對器件而言都較為普適的發(fā)展方向，而今天要聊的話題則是較新的傳感器無源化發(fā)展方向。
無源傳感器也稱為能量轉(zhuǎn)換型傳感器，最明顯的特征就是它不需要外部電源，即不需要使用外來接電源的傳感器且可以通過外部獲取到能源的感應(yīng)傳感器。對電子產(chǎn)品來說，電源就是動力。尤其對于傳感器這類產(chǎn)品來說，電源技術(shù)對產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、壽命都有密切的關(guān)聯(lián)，傳感器節(jié)點的供電問題一直是系統(tǒng)設(shè)計中的重點。在傳感器集成度越來越高的情況下，無源化可以從根本上解決傳統(tǒng)解決方案的供電問題。
傳統(tǒng)能量收集方式
傳統(tǒng)的節(jié)點能量收集一般圍繞振動，應(yīng)變，溫度和光來做文章。以高溫高壓環(huán)境為例，傳感器在此環(huán)境中一般有熱電式、壓電式和電磁式來實現(xiàn)能量收集。壓電式和電磁式都是收集振動能量，熱電式收集的是溫差能量。
以HBM傳感器為例。作為行業(yè)內(nèi)力傳感器方面的專家，HBM在無源的應(yīng)用上一直都領(lǐng)先于同行。
（無源C2傳感系列，HBM）
C2是通過壓電式來收集能量的膜片傳感器，利用電氣元件和其他機械通過震動式的韻律把待測的壓力轉(zhuǎn)換成為電量，再進(jìn)行相關(guān)測量工作，一般應(yīng)用在動態(tài)測量中。這一類的無源傳感器首先在使用壽命上就明顯長于有源類傳感器。同時由于省去了節(jié)點內(nèi)部供電電流，在結(jié)構(gòu)上更為緊湊。
傳統(tǒng)的環(huán)境能量采集通常面臨電量微弱的特點，隨著模擬半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步越來越多的能量采集解決方案實現(xiàn)了高效率的電源管理。ADI針對傳感器無源化發(fā)展中電量微弱的需求，設(shè)計了多種面向能量收集應(yīng)用的超低功率 IC，對來自振動能源 (壓電)、光伏能源 (太陽能) 和熱能源 (TEC、TEG、熱電堆、熱電偶) 的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電源管理產(chǎn)品提供高效率轉(zhuǎn)換至穩(wěn)壓電壓。
ADP5091是一款智能集成式能量采集納米電源管理解決方案，可轉(zhuǎn)換來自熱電發(fā)生器(TEG)的直流電源。該芯片可以提供有限采集能量（從16 μW到600 mW范圍）的高效轉(zhuǎn)換，工作損耗為亞μW級別。 利用內(nèi)部冷啟動電路，調(diào)節(jié)器可在低至380 mV的輸入電壓下啟動。 冷啟動后，調(diào)節(jié)器便可在80 mV至3.3 V的輸入電壓范圍內(nèi)正常工作。
作為應(yīng)用特別便利、對環(huán)境條件要求低的溫差發(fā)電技術(shù)，ADI已有的能量采集IC能實現(xiàn)把20毫伏的微弱電壓升到3.3伏，并還能繼續(xù)提高。ADI在能量采集上的持續(xù)突破也讓無源傳感器滿足了更多的用武之地。
NFC推進(jìn)傳感器無源化發(fā)展
在物聯(lián)網(wǎng)傳感器應(yīng)用上，還有一個區(qū)別于傳統(tǒng)能量采集的方式，那就是NFC（近場通信）技術(shù)。隨著5G的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)傳感器將會有有很多場景與NFC無源化技術(shù)匹配。
NFC近場通信技術(shù)能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。一個NFC功能的傳感器可以實現(xiàn)很多便利的功能。首先，它不需要外部電源，因為傳感器接口工作在從NFC讀取器輸入的RF發(fā)射中獲得的能量上。其次，該傳感器能迅速對主機設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)。同時傳感器獲取的數(shù)據(jù)添加到標(biāo)簽上不會改變通信的基本方法，這樣可以從傳感器中讀取唯一的數(shù)據(jù)。
無源模式下，傳感器通過NFC從傳入的射頻輻射功率傳感器接口和射頻傳輸獲取能量，傳感器數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中，在不供電時得以保留。
在國內(nèi)，不少NFC廠商開始利用該技術(shù)結(jié)合傳感器應(yīng)用，讓傳感器的無源化又進(jìn)了一步。
比如啟緯智芯旗下的TurboNFC技術(shù)可以高效的采集NFC信號中包含的射頻能量，并將此能量轉(zhuǎn)換為可供物聯(lián)網(wǎng)傳感器的能量。
（TurboNFC，啟緯智芯）
TurboNFC無線取電即允許芯片從手機發(fā)射出的信號中高效率獲取電能。從官方的數(shù)據(jù)上看TurboNFC取電的能力最高在300mW，屬于較高的行業(yè)取電水平。取電能力的高低直接影響了與無源傳感器交互的距離與流暢度。配合具有NFC接口的智能手機作為主動接口時以300mW電能理論上來說已經(jīng)可以相對輕松地驅(qū)動一些傳感器了。
當(dāng)然這只是理論，實際應(yīng)用要求肯定會更嚴(yán)苛，因此基于NFC的無源傳感器的應(yīng)用目前還沒有到普及階段。但從目前不少案例中已經(jīng)可以看到該方案在可行性上沒有問題。
小結(jié)
隨著5G的發(fā)展以及NFC取電能力的提升，可以預(yù)見，在傳感器領(lǐng)域，尤其是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用向的傳感器，基于NFC的取電技術(shù)將又一次推動傳感器無源技術(shù)的應(yīng)用。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
傳感器
+關(guān)注
關(guān)注
2551文章
51134瀏覽量
753891 -
物聯(lián)網(wǎng)
+關(guān)注
關(guān)注
2909文章
44671瀏覽量
373697 -
nfc
+關(guān)注
關(guān)注
59文章
1623瀏覽量
180593
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
最新高精度壓力傳感器技術(shù)趨勢 高精度壓力傳感器在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
的安裝空間。 微型化傳感器具有更低的功耗、更高的靈敏度和更快的響應(yīng)速度，能夠滿足高精度測量的需求。 智能化與網(wǎng)絡(luò)化 ： 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的
mems傳感器是什么意思_mems傳感器原理是什么
MEMS傳感器是一種微型電子機械系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）傳感器，它將傳感器和微機電系統(tǒng)集成在一起，利用微納技術(shù)實現(xiàn)
使用霍爾效應(yīng)傳感器的低功耗設(shè)計
電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《使用霍爾效應(yīng)傳感器的低功耗設(shè)計.pdf》資料免費下載
發(fā)表于 08-28 09:32
?0次下載
無源傳感器什么是無源呢？原理是什么呢？
來源：傳感器專家網(wǎng) 編輯：感知芯視界 Link 在眾多傳感器類型中，無源傳感器以其獨特的優(yōu)勢逐漸嶄露頭角，成為科技領(lǐng)域的一顆璀璨明星。本文將
微型化晶振技術(shù)：實現(xiàn)1.2mm x 1.0mm尺寸的關(guān)鍵與優(yōu)勢
隨著現(xiàn)代電子設(shè)備的不斷小型化和高性能化，晶振（晶體振蕩器）也面臨著向更小尺寸發(fā)展的需求。1.2mm x 1.0mm這種
無源型傳感器的分類、工作原理及應(yīng)用
無源型傳感器是一種不需要外部電源就能工作的傳感器，其工作原理主要依賴于被測量的物理量或化學(xué)量的變化，從而引起傳感器內(nèi)部的某些物理或化學(xué)參數(shù)發(fā)
無源傳感器又稱為什么型傳感器
無源傳感器，作為一種在信號采集過程中不需要外部能量輸入的傳感器，其獨特的特性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域使其成為現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的一部分。 無
無源傳感器的基本概念、工作原理及分類
無源傳感器（Passive Sensor）是一種不依賴外部能源的傳感器，其工作原理是通過檢測被測量對象自身的物理或化學(xué)特性變化來實現(xiàn)測量。與有源傳感
微型壓力傳感器：精密科技的微小巨人
? 在科技日新月異的今天，微型化已成為許多領(lǐng)域追求的重要方向。微型壓力傳感器作為這一趨勢下的杰出代表，以其微小的體積、高度的精確性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為了現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的一部分。本文將
浙江寧波深入布局傳感器產(chǎn)業(yè)，高質(zhì)量推進(jìn)新型工業(yè)化進(jìn)程
? 傳感器是將信息按一定規(guī)律變換成為電信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲等要求的檢測裝置。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，其微型化、數(shù)字
無源無線測溫傳感器，配電溫度偵察兵
偵察兵，沒點真材實料怎么敢“沖鋒陷陣”？ 無線測溫傳感器采用超低功耗設(shè)計。 能量來源：無源無線溫度傳感器利用一次回路電流取電，能量供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)不
小型化微型化的邊緣計算盒子有哪些優(yōu)勢
邊緣計算網(wǎng)關(guān)、邊緣計算盒子的小型化和微型化，是當(dāng)前的一大趨勢，小型化和微型化將賦予邊緣計算網(wǎng)盒更豐富的場景適用能力，同時還可以降低成本、控制功耗
面向高效電機控制的無傳感器矢 量控制技術(shù)繼續(xù)發(fā)展
面向高效電機控制的無傳感器矢 量控制技術(shù)繼續(xù)發(fā)展
激光微焊接技術(shù)幫助汽車傳感器邁向新的發(fā)展
的特點是不斷引入新技術(shù)，開發(fā)新功能。未來汽車傳感器技術(shù)的總體發(fā)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。 值得一提的是，
工商網(wǎng)監(jiān)
評論