气体+温度+湿度+压力的传感器=一颗芯片，还有AI加持！

楼市 2024-11-14 21:39 重庆

先回顾一下历史~

### 温度传感器

- **国外发展情况** - 经历了从传统分立式温度传感器（如热电偶、热敏电阻）到集成式模拟温度传感器，再到数字智能温度传感器的发展历程。传统分立式温度传感器中，热电偶工业应用普遍但稳定性和精度欠佳，热敏电阻精度高但非线性特性限制应用；集成式模拟温度传感器利用硅半导体集成工艺，成本低、测量误差小、外围电路简单、体积小、功耗低；数字智能温度传感器集成多种电路，可软件实现测试功能，智能化程度高，国际上相关产品众多，应用广泛。21世纪后，朝着智能化、宽测量范围、高灵敏度、高稳定性方向发展，虚拟温度传感器和网络温度传感器研发也受重视，技术持续领先。

- **国内发展情况** - 传感器技术整体水平落后于西方发达国家约十几年，科研生产水平滞后，发展速度跟不上世界传感器发展步伐。在温度传感器领域，早期以传统分立式传感器为主，近年来虽在集成温度传感器方面有所发展，但在高精度、低功耗等方面与国外仍有差距，产量不高、种类较少，仅能满足国内约20%的需求量，不过国内使用基础广泛，发展潜力大。

### 湿度传感器

- **国外发展情况** - 早期的毛发湿度计、干湿球湿度计因精度低、响应慢等缺点逐渐被淘汰，集成湿度传感器成为发展趋势。国外在集成湿度传感器技术研发方面起步较早，技术不断进步，在湿度测量精度、稳定性、响应速度等方面取得了较好成果，产品广泛应用于气象、工业、农业、智能家居等多个领域，且在与其他传感器集成方面也处于领先地位，如温湿压集成传感器中的湿度检测部分性能先进。

- **国内发展情况** - 早期主要使用毛发湿度计和干球湿度计，1980年后随着国内经济、科技和综合国力增强，湿度传感器技术和应用发展加快，但总体技术水平仍相对落后于国外。在电容式湿度传感器接口电路等方面的研究不断深入，但在湿度传感器的整体性能、集成度以及与其他传感器融合技术等方面与国外先进水平存在差距，不过在一些民用领域如农业大棚湿度监测等也逐渐得到应用，市场需求推动着技术的进一步发展。

### 压力传感器

- **国外发展情况** - 压力传感器发展与半导体传感器密切相关，经历了多个阶段。从最初利用半导体材料特性和应变电阻片制成压力传感器，到硅传感器的出现推动商业化，再到扩散硅传感器通过各向异性腐蚀技术实现一体化处理降低成本，以及微机械加工工艺使压力传感器发展到微米阶段，技术不断革新。国外在压阻式压力传感器技术方面成熟，如扩散硅压阻式传感器灵敏度高、测量精度高、适合单片集成，且在微加工工艺、传感器微型化、低功耗、易于集成等方面优势明显，产品广泛应用于航空航天、汽车电子、工业控制等众多领域。

- **国内发展情况** - 技术水平相对落后于国外，在半导体压力传感器技术发展的各个阶段可能都滞后于国外先进水平，在压力传感器的精度、稳定性、可靠性、集成度以及微加工工艺等方面有待提高，不过随着国内科技的不断进步，在一些工业领域如化工、石油等也有一定的应用，并且在相关技术研发方面投入不断增加，逐步在追赶国际先进水平。

### 温湿压集成传感器

- **国外发展情况** - 集成传感器发展迅速，在温湿压集成传感器方面，国外已有较为先进的产品，如德国博世公司的BME280系列温湿压传感器，体积小、功耗低，温度、湿度、压力检测范围合理，工作模式多样且提供数字接口，代表了较高的技术水平，在市场上具有较强竞争力，广泛应用于军事、汽车电子、工业生产、环境监测等多个领域，且随着技术发展，不断向高集成、小尺寸、低功耗、高性能方向迈进，如在传感器尺寸缩小、读出电路集成度提高、封装工艺改进等方面持续取得进展。

- **国内发展情况** - 国内传感器市场技术相对落后，发展速度较慢。泰科电子生产的MS8607温湿压一体传感器芯片在国内相对成熟，但与国外先进产品相比，在功耗、性能等方面仍有差距，不过响应时间短、成本较低，在国内一些对成本敏感、对性能要求不是特别高的领域有应用。总体而言，国内温湿压传感器相关文献及产品较少，但市场需求大，发展前景广阔，随着国内技术研发投入的增加和对传感器技术重视程度的提高，正在努力追赶国际先进水平，在部分技术环节如传感器集成度提升、信号处理电路优化等方面也取得了一定成果。

### 温湿压传感器变送电路

- **国外发展情况** - 变送电路随着半导体CMOS工艺发展而不断进步，已从原始的单一接口电路向高集成度方向发展，不仅包含信号提取、放大、输出电路，还集成了补偿电路、ADC、时序控制等功能，甚至将算法、数据存储、通信接口等集成在一起，成为完全智能化的传感器，技术成熟且应用广泛，为温湿压传感器的高精度、高可靠性、智能化检测提供了有力支持。

- **国内发展情况** - 国内在该领域的研究也在不断推进，但整体技术水平仍落后于国外。在电路集成度方面，虽然能够实现基本的信号处理功能，但在多功能集成、智能化程度等方面与国外先进产品存在差距，如在高精度ADC集成、复杂算法实现等方面有待提高。不过，随着国内半导体技术和集成电路设计水平的不断提升，以及对传感器技术研发投入的增加，在温湿压传感器变送电路设计方面也在逐步缩小与国外的差距，部分研究成果已在实际产品中得到应用并取得了一定效果。

参考：

【1】温湿压多功能传感器集成变送电路的设计及优化

【2】温湿压传感器读出电路关键技术研究

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MTQ3NTM0OA==&mid=2247501978&idx=1&sn=e72079b33eb8c88e5fb16aac2a28fe1f

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