重磅!2020年度最佳的11款傳感器

2020年11月16日，在Questex秋季傳感器創新周期間舉行的頒獎儀式上， 2020年最佳傳感器獎的獲獎者重磅出爐。該評選根據對市場的價值，設計的獨特性和影響力，對參賽作品進行評判並選擇獲獎者。

一起來看看今年這11款最佳的傳感器。

1、AI/機器學習領域

Maxim Integrated ——MAX78000神經網絡加速器晶片

MAX78000神經網絡加速器晶片由Maxim Integrated Products於9月推出，其將人工智慧（AI）推向了邊緣的同時，實現電池供電的物聯網（IoT）設備的性能不受到影響。

MAX78000以不到軟體解決方案能量的1/100的速度執行AI推理，可以提高機器視覺，音頻和面部識別等應用的效率外，還可以大大改善電池供電的AI應用程式的運行時間，同時可以實現以前認為不可能的複雜的新AI用例。

Max780000神經網絡加速器微控制器。（Maxim Integrated）

MAX78000的核心是專用硬體，旨在最小化卷積神經網絡（CNN）的能耗和等待時間。該硬體運行時幾乎不受任何微控制器內核的幹擾，從而極大地簡化了操作。能量和時間僅用於實現CNN的數學運算。

FierceElectronics的編輯Matt Hamblen表示：

「這項新產品以其龐大的優勢而廣為人知，因為它可以在物聯網領域的數十億個電池供電產品中使用，以防止AI計算工作在雲或數據中心中完成，並且依賴於1％的基於軟體的解決方案的強大功能。由於採用Arm Cortex處理器，RISC-V協處理器以及神經網絡加速器的設計，該技術在提供AI的邊緣產品中似乎是獨一無二的。」

2、汽車/自動駕駛領域

Wells Vehicle Electronics ——旋轉位置傳感器

在許多電動機中，轉子位置和速度是通過VR旋轉變壓器獲得的。到目前為止，解析器是目前可用的最佳技術，但Wells Engineered Products具有更好的功能：創新的旋轉位置傳感器。

旋轉位置傳感器（圖片來源：Wells Engineered Products）

該傳感器受多項專利保護，具有與旋轉變壓器相同的核心功能，但性能更好，同時成本更低，佔用空間更少。

此新傳感器比等效的解析器小。這為電機設計人員提供了更多空間用於其他用途，可以輕鬆集成到現有的電機設計中，並減輕了重量。在現場也可以使用。

免層壓結構提高了耐用性，同時有助於將對局部磁場的敏感性降至最低。與VR旋轉變壓器相比，這也有助於提高旋轉傳感器的精度。精度與校準密切相關，並且這種新的旋轉位置傳感器比VR旋轉變壓器更容易校準。

與現有解決方案相比，這種獨特的電機應用旋轉位置傳感器具有許多用戶優勢，包括更低的成本，更小的尺寸，更高的性能，易於集成到設計中，更高的性能以及易於校準。

3、COVID-19相關

TDK InvenSense——超聲波社交距離參考設計開發套件

眾所周知，COVID-19目前正在全球範圍內流行，這是一種嚴重的急性呼吸系統綜合症——由冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的傳染性呼吸道和血管病。在感染者咳嗽，打噴嚏，唱歌，說話或呼吸之後，COVID-19主要通過呼吸途徑在人與人之間傳播。

當前，與COVID-19對抗並使其傳播最小化的最簡單，最便宜，最有效的方法是每個人洗手，戴口罩和進行社交疏遠。而使用超聲波飛行時間測距來保持與他人的安全距離，使我們可以專注於重要的事情，包括工作，生產力和生活。

TDK的基於MEMS的超聲波飛行時間（ToF）傳感器以小尺寸封裝實現了「片上聲納」。從一個傳感器到另一個傳感器的飛行時間，可以計算出該距離，並且可以向用戶發出警報，以保持彼此之間的安全距離。

超聲波社交距離參考設計開發套件（圖片來源：TDK InvenSense）

TDK的超聲波社交距離參考設計開發套件提供了完整的超聲波社交距離和接觸者追蹤開發套件，展示了Chirp的CH101超聲波飛行時間（ToF）傳感器。此完整的硬體和軟體參考設計將超聲傳感器與支持藍牙的微控制器相結合，以實現完整的社交距離解決方案，包括聯繫人跟蹤和針對多個用戶的安全距離。

「遠離社會是個人和機構可以採取的避免傳播COVID-19病毒的關鍵預防措施之一。準確的距離，曝光時間測量，太近的警告以及使用傳感器技術進行接觸跟蹤的跟蹤綜合了多個因素，以幫助「阻止擴散」。TDK InvenSense Chirp Microsystems部門的超聲波社交距離參考設計開發套件可提供所有這些好處。它基於Chirp的CH101 MEMS壓電微機械超聲換能器，可精確測量用戶可穿戴標籤之間的距離，其最大距離為8英尺，精確度為1釐米，優於傳統的超聲，超寬帶和藍牙方法。」參評者蘭迪·弗蘭克（Randy Frank＆Associates）如此認為。

4、數據採集與分析領域

IFOS——I*Sense分布式光纖傳感詢問器

IFOS還在開拓和開發用於航空航天惡劣環境中的光學傳感系統產品方面擁有良好的記錄。為NASA和主要主要承包商開發的產品可通過測量靜態和動態應變，溫度，角速率和強度來減少尺寸，重量，功率和成本，以進行基於狀態的結構健康和使用情況監視（CBM,SHM,HUM,PHM）用於在極端環境中控制，診斷和預測關鍵資產的其他關鍵參數。

該公司的I * Sense產品系列是一個集成的，可擴展的溫度和應變傳感系統，包括光纖上的多路光纖布拉格光柵（FBG）傳感器和具有先進的全光處理，電子，算法軟體的超快詢問器單元，從5 kS / s到1.3 MS / s甚至更高的數據分析層，可用於結構健康監測，NDE,聲發射和其他高級多傳感器傳感應用中的分布式光子傳感。

IFOS詢問器系列可在單根光纖上同時為不同的傳感元件提供數據顯示和存儲，從而實現實時測量的混合。（圖片來源：IFOS）

越來越多的產品需要來自多個傳感器的數據流，而IFOS I * Sense詢問器旨在用於各種參數的實時，高精度測量以及派生測量。令人興奮的方面是，在苛刻的環境下（有時甚至是極端的環境），可以跨距離很長的多個傳感器或較大的感應覆蓋區域同時執行測量。潛在的用途包括可再生能源的重要領域，例如風力渦輪機葉片的健康和使用情況監控等應用。

5、IIoT領域

Applied Physics Systems——NanoAcc加速度計

對於NanoAcc加速度計，FierceElectronics內容總監Karen Field的評價如下：

「由於無法滿足人們對較小尺寸驅動器的需求，高度集成的NanoAcc加速度計以其小巧的尺寸脫穎而出——直徑僅為0.580英寸x高度為0.520英寸。憑藉良好的熱穩定性和在惡劣環境下提供精確測量的能力，該傳感器應該在諸如工業無人機和衛星等高速增長的市場中受到關注。」

小而強大。Applied Physics的NanoAcc加速度計以其小巧的尺寸和在最惡劣的環境中運行的能力而引人注目（圖片來源：Applied Physics）

開發NanoAcc加速度計的Applied Physics公司是磁場測量設備製造領域的領導者。其加速度計產品線採用了扭矩平衡技術，該技術結合了無定形石英鉸鏈，可支撐檢測質量。提供了三種加速度計：MiniAcc,MicroAcc和NanoAcc,三者之間的主要區別在於它們的尺寸。

Mini,Micro和Nano系列加速度傳感器在擴展的溫度範圍內提供高精度，同時具有低噪聲水平和高耐衝擊性。Applied Physics的加速度計系列特別適合要求在整個溫度範圍內具有高精度的應用，並且還要求兩次校準之間的最長間隔。一些流行的應用是慣性導航系統（INS），慣性測量單元（IMU），隨鑽測量系統（MWD），姿態和航向參考系統（AHRS），商用和軍用飛機，無人飛機（無人機），水下自動駕駛汽車（無人機），火車和鐵路測量系統，機器人系統控制以及結構監測系統。

6、IoT領域

TDK InvenSense——TDK ICS-40800 定向麥克風

TDK InvenSense的模擬和數字麥克風產品組合在業界領先的悠久傳統的基礎上，不斷提高MEMS麥克風的信噪比（SNR），更高的集成度以及更低的功耗。

其ICS-40800是一款超低噪聲，模擬輸出，雙埠MEMS麥克風。ICS-40800包括MEMS麥克風元件，阻抗轉換器和輸出放大器。

ICS-40800超低噪聲定向麥克風（圖片來源：TDK InvenSense）

ICS-40800由兩個聲音埠構成，分別位於組件的底部和頂部。這種雙埠設置允許麥克風根據到達角度對聲音表現出不同的靈敏度。如果需要，可以將頂部埠密封起來，從而對聲音產生全方位的敏感性。

ICS-40800的70 dB SNR和±1 dB的靈敏度公差使其成為遠距離語音控制和語音應用的絕佳選擇。ICS-40800採用4.00 mm×3.00 mm×1.20 mm小型表面安裝封裝。

參評者Roger Grace Associates創始人羅傑·格雷斯認為：

「 MEMS麥克風已經使用了十多年，但它們似乎不具備TDK InvenSense器件所具有的性能和獨特的定向性能。定向功能通過減少外圍噪聲並為用戶提供清晰得多的聲音，極大地增強了用戶體驗。在用戶處於嘈雜的周圍環境的行動電話應用程式中尤其如此。

這種設備的市場巨大。可穿戴設備和物聯網細分市場中現有的其他可攜式電子應用程式也可以通過將該設備應用於產品中而受益。」

7、工業領域

德州儀器 ——零漂移霍爾效應電流傳感器TMCS1100 和 TMCS1101

2020年，TI推出了業界首款零漂移霍爾效應電流傳感器TMCS1100和TMCS1101.這些器件在時間和溫度範圍內具有最低的漂移和最高的精度，同時提供可靠的3kVrms隔離，這對於交流或直流高壓系統（例如工業電機驅動器，太陽能逆變器，儲能設備和電源）特別重要。

即使在溫度變化和設備老化等操作條件下，TMCS1100和TMCS1101的零漂移架構和實時靈敏度補償也可以實現極高的性能。這些器件在整個溫度範圍內具有業界領先的總靈敏度漂移，最大值為0.45％，比其他磁電流傳感器低至少200％，最大滿量程失調漂移

TMCS1100隔離式霍爾效應電流檢測評估模塊（圖片來源：Texas Instruments）

FierceElectronics的內容總監Karen Field表示：

「電流測量設備在監視電氣系統（包括工業電動機驅動器，儲能設備和電源）中起著至關重要的作用，而今天的性能就是一切。但是這些測量設備容易出現熱漂移，這是工程師必須解決的問題，並且需要對其設計進行校正。TI宣布推出業界首款零漂移霍爾效應電流傳感器，這一意義重大，因為該器件將提供前所未有的測量精度，並隨著時間的流逝減少性能下降，從而簡化了整體設計並帶來了更好的整體系統性能。」

8、醫用領域

Fujitsu Components America ——24GHz都卜勒雷達傳感器模塊

2020年早些時候，美國富士通組件公司推出了FWM7RAZ01——一種3通道，24 GHz都卜勒雷達傳感器，具有寬的速度檢測範圍和高的幹擾承受能力。

即使開發人員缺乏高頻RF電子專業知識，但該模塊和評估套件也可以幫助快速開發和評估各種非接觸式運動感應產品。目標應用包括針對醫療保健和工業市場的人體生命體徵和跌倒監測，結構和機械運動檢測，機器維護等。

FWM7RAZ01 24 GHz都卜勒雷達傳感器模塊（圖片來源：富士通）

FWM7RAZ01支持1 Hz至1 MHz的IF（I / Q）輸出信號，使其能夠無線檢測30米範圍內每秒6毫米至每秒6 km的運動速度。儘管在實際應用中無法觀察到1 MHz的都卜勒效應，但它對於檢測信號幹擾非常有效。為了防止信號重疊，系統可以選擇其他通道並避免在發生錯誤之前進行檢測。

FWM7RAZ01都卜勒雷達傳感器由一個24 GHz收發器，TX和RX陣列天線，IF放大器，MCU,DAC,E2PROM和LDO穩壓器組成，它們均集成到一個緊湊的模塊中，尺寸為30mm x 44mm x 9.5mm.即使對於不熟悉高頻電路的設計人員，位於模塊背面的引腳接頭端子也可以簡化集成。

與紅外，超聲波和雷射掃描等其他檢測方法相比，24 GHz無線電波更穩定，並且不受天氣，溫度，照度，聲音或灰塵等環境條件的影響。波浪還容易穿透衣服，窗簾，玻璃和大多數木製結構。

9、MEMS領域

Menlo Micro ——The Ideal Switch

Menlo Micro是一家總部位於加利福尼亞州爾灣的技術公司，利用材料科學的進步來開發微機電系統（MEMS）開關。

Menlo Micro通過開發獨特的材料，設計和加工技術來創建Ideal Switch.Ideal Switch的運行速度比典型的機械繼電器快1000倍，可以處理千瓦的功率，並且其結構比人的頭髮還小。

Ideal Switch具有固態繼電器的尺寸，重量，可靠性和速度，可提供EM繼電器的功率處理和RF性能（圖片來源：Menlo Micro）

Menlo Micro的Ideal Switch具有服務於多個行業的潛力，包括下一代5G行動網路，工業物聯網市場，電池管理，家庭自動化，電子車輛和醫療儀器。

「十年來，業界一直在尋找一種低功耗，低成本，超小型，可靠和高性能的高頻RF開關解決方案，基於其主張，我相信Menlo Micro做到了。Ideal Switch的應用非常廣泛，包括體積巨大的手機以及自動測試設備（ATE）之外的其他可攜式消費電子產品。我相信，這臺設備的極限就是天空。」 參評員Roger Grace Associates創始人Roger Grace說。

10、行動裝置領域

SWIR視覺系統公司——Acuros CQD SWIR傳感器

SWIR Vision Systems獲得專利的基於CMOS的CQD技術具有降低紅外傳感器的成本並接近當今基於矽的CMOS傳感器的成本的潛力，從而釋放了多種大規模且高增長的市場應用。短波紅外（SWIR）波段中的新成像技術已成為對高級工業相機，3D行動電話傳感器和未來自動駕駛汽車系統的關鍵需求。

Acuros CQD SWIR攝像機具有Acuros CQD SWIR傳感器，專為高解析度寬帶SWIR成像而設計。這些相機配備了單級TEC,可降低噪音並提高圖像穩定性。使用該技術可以生成高清晰度，高解析度的圖像，並提供高幀頻，高動態範圍和寬泛的曝光時間。

Acuros CQD SWIR攝像機（圖片來源：SWIR Vision Systems）

矽CMOS圖像傳感器在近紅外範圍內具有較低的量子效率，而基於InGaAs的傳感器固有地價格昂貴，並且實際上僅限於大於5微米的像素間距。相比之下，SWIR Vision Systems的Acuros 1920x1080 HD SWIR攝像機可為工業短波紅外應用提供完整的2.1兆像素高清成像。

該傳感器使用基於CMOS的專利CQD技術，由在矽讀出晶片上單片製造的膠體量子點（CQD）薄膜光電二極體組成，可提供400nm至1,700nm的寬帶圖像傳感器。

11、可穿戴設備領域

Shimmer Research Ltd ——Verisense

Shimmer的Verisense是專為臨床試驗設計的新型可穿戴傳感器。與其他傳感平臺不同，Verisense的設計完全是為了滿足臨床試驗的特殊要求。它允許對參與者的活動和睡眠進行連續的遠程監控，而對參與者和站點的負擔都最小。它包括一個臨床試驗管理平臺，為發起人提供了完整的集成選項，從而使他們可以無縫地管理參與者數據。

Verisense是專為臨床試驗設計的新型可穿戴傳感器（圖片來源：Shimmer）

Verisense輸出原始數據，並提供經過同行評審的活動和睡眠算法。利用數據質量保證工具，它具有最大的數據可靠性。此外，Shimmer可以與客戶合作，將其軟體集成到客戶當前的EDC（電子數據捕獲）或臨床試驗管理平臺中。

通過許多戰略合作夥伴關係，Shimmer能夠為其臨床研究客戶提供訪問數據集和算法的途徑，這些數據集和算法可用於開發各種疾病狀態的終點。

「儘管COVID-19驅使數家製藥公司迅速開發藥物來預防它，但該病毒影響並中斷了其他重要藥物的臨床試驗。對於這些其他可穿戴式設備收集臨床等級原始數據的臨床試驗，參與者通常必須每兩周或每月訪問一次診所，以便可以從其監控設備中收集數據，可以重置其內存並為其電池充電。Shimmer的Verisense平臺專為在臨床試驗中使用可穿戴設備而設計，是一種可穿戴傳感器，旨在每天自動通過蜂窩或WiFi上傳數據。該傳感器佩戴在手腕上，可以遠程捕獲連續的數字生物標記，並能夠連續提供長達六個月的臨床驗證數據。這樣可以在確保所需合規性的同時，以安全，無縫的方式重新啟動或啟動新的臨床試驗。」參評員蘭迪·弗蘭克說。

信息來源：Questex LLC，本文經梟梟整理髮布。

聲明：本文內容系作者個人觀點，不代表傳感器專家網觀點或立場。更多觀點，歡迎大家留言評論。

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