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      [導讀]隨著世界變得更加互聯、智能和自動化,傳感器的作用正在擴大。 傳感器可以在幾乎所有行業(從醫療保健和農業到制造、通信、建筑系統和運輸)執行從環境中收集輸入并將其轉化為有用數據的關鍵任務。

      隨著世界變得更加互聯、智能和自動化,傳感器的作用正在擴大。 傳感器可以在幾乎所有行業(從醫療保健和農業到制造、通信、建筑系統和運輸)執行從環境中收集輸入并將其轉化為有用數據的關鍵任務。

      但是,每個應用都需要傳感器來提供最有價值的數據。這意味著工程師必須不斷創新,以開發能夠更精確地檢測位置、速度、振動和壓力以及溫度、濕度和流體條件等條件的傳感器。隨著制造商在越來越多的設備中嵌入傳感器,主要趨勢是變得更小、更堅固、更可靠。

      TE Connectivity 開發的傳感器與我們的連接產品緊密配合,讓我們對不同行業的創新需求有獨特的見解。我們已經看到了傳感器可以改善我們生活的無數方式,但這里有一些最有趣的發展。

      傳感器驅動的醫療保健創新

      只需看到數百萬人在手腕上佩戴的健康和健身追蹤器,就可以了解小型化的高性能傳感器對醫療技術進步的推動。但一些最重要的創新發生在專業應用中,如微創手術。

      傳感器對于提供外科醫生在患者體內安全工作所需的反饋至關重要。力傳感器可以讓手術團隊知道切割工具接觸人體組織的精確時間,溫度傳感器可以幫助保護附近的組織在激光手術過程中免受損傷,壓力傳感器可以在氣體是手術的重要部分的情況下控制最敏感的身體部位。

      例如白內障手術,需要在角膜上做出一個小切口來去除混濁的晶狀體。施加恰到好處的壓力對于避免損壞眼睛至關重要,但這需要傳感器在極小的封裝中提供極其精確的壓力測量。當今先進的傳感器實現了微創手術工具所需的小型化和高性能之間的平衡。

      改進的傳感器技術也為實施傳統的醫療手術和測量創造了新的方法。例如,每次去診所或醫院就診幾乎都會進行血壓和心率監測,但通常需要護士進行這些測量。如今,高性能壓電薄膜傳感器具有很高的靈敏度,僅通過接觸即可記錄患者的脈搏和呼吸頻率。通過將這些薄膜嵌入到檢查室的桌子甚至候診室的椅子中,便可以從患者進入辦公室的那一刻起自動監測他們的生命體征,從而創造更好的患者體驗并讓醫療專業人員可以更好地收集數據。

      預見性維護,防止工業設備故障

      智能工廠的發展正在擴大傳感器及其所收集數據的作用。 幾十年來,工業機器一直依靠傳感器來測量位置和扭矩等操作變量,以及對可靠性能至關重要的振動、溫度和流體特性。但是,避免設備故障需要定期維護,這可能會使重要資產離線并減慢生產速度。

      從工廠所有者的角度來看,最好確切地知道機器何時需要維護,以最大限度地延長正常運行時間。借助傳感器系統,現在可以實現預測性維護,監測機器性能,檢測何時會出現過度磨損或故障風險,并提醒操作員需要注意。

      溫度和振動等變量通常指示設備上的潛在應力。例如,從溫度或加速度傳感器獲取輸出并將電流水平與歷史模式進行比較,可以幫助公司檢測機器何時在其安全范圍之外運行。執行此分析所需的計算能力可以通過帶有嵌入式微處理器的傳感器來實現,并在需要維護時發出自動警報。然而,一些制造商可能會更進一步,將傳感器與有線或無線連接相結合,將性能數據發送到云端,在云端,機器學習或人工智能可以超越維護要求,尋找其他優化設備性能的機會。

      傳感器使自動駕駛汽車成為可能

      也許傳感器技術的最大前景(同時也是最大挑戰)是開發全自動無人駕駛汽車。 傳感器在現代車輛中已經無處不在,即使有些傳感器對駕駛員來說并不明顯。TE 提供了一系列傳感器來監控電動汽車 (EV) 的電機和電池性能,用于內燃機的機油特性傳感器、用于空調機組的濕度傳感器以及幾乎所有其他類型的系統。

      盡管如此,大多數制造商和消費者仍希望看到能夠實現自動駕駛功能的創新。汽車工程師協會定義了六個車輛自動化級別,從基本的車道保持輔助和自適應巡航控制(1 級)到停車輔助和防撞(2 級)。如今,這些系統經常使用,通常依靠光學傳感器來檢測低速下的潛在碰撞或將汽車保持在車道內。但對全自動駕駛汽車(5 級)的技術要求要高得多。

      為了真正實現在沒有駕駛員控制的情況下運行,車輛需要 360 度的可見性來檢測周圍發生的事情,解釋這些信號的含義,并根據速度、天氣條件和周圍障礙物等條件計算出適當的行動。這些計算需要在幾毫秒內完成。

      這些系統的基本傳感器技術已經存在。真正的挑戰是計算能力:我們如何設計出足夠智能的車輛,以根據它們從環境中接收的數據采取行動?人類行為是無人駕駛汽車的另一個障礙,因為許多駕駛員需要很長時間才能適應全自動駕駛,或者足夠放心在駕駛座上入睡。

      出于這些原因,我們認為全自動無人駕駛汽車還有很長的路要走。同時,TE 致力于與汽車客戶合作,滿足他們的傳感需求,例如調整光學傳感器以改善夜視能力,為具有處理能力的傳感器元件增值,以及將我們的傳感器產品與有線或無線高速數據連接相結合。通過將傳感器視為技術平臺的一部分,并不斷尋找為這些系統增值的方法,我們正在努力確保,當計算能力和人類為全自動無人駕駛汽車的世界做好準備時,傳感和連接技術也將準備就緒。

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