传感器领域有哪些创新和趋势？

本文总结了一些最近出现的传感器创新，围绕汽车、工业、物联网和消费应用的感应、无源和电阻传感器。

位置传感器系列增加ISO 26262兼容解决方案

汽车系统开发人员正在重新思考电机控制。考虑到这一点，Microchip在其电感式位置传感器组合中推出了一款新产品，这是一款专为电动汽车电机控制应用而设计的新型IC传感器。

该公司表示，霍尔效应位置传感器和磁解析器解决方案在电机控制系统中已经过时了。开发人员正在转向电感替代方案，以避免大磁铁和笨重的基于变压器的设计，从而实现更简单和更小的PCB。

Microchip的LX34070可以处理高采样率，并符合汽车安全完整性等级C (ASIL-C)。该公司声称，它可以减轻汽车的直流电机、大电流和电磁噪声。

LX34070的优势

LX34070电感式位置传感器在成本、尺寸和可靠性方面优于磁性变压器和线性传感器。Microchip表示，LX34070的架构利用了PCB轨迹，而不是磁性的、基于变压器的绕组和线圈结构，这可以降低总重量。

Microchip表示，自从10年前推出第一个大容量电感式传感器以来，他们一直致力于基于PCB的电感式位置传感器，以避免笨重的磁性解决方案。该传感器工作时使用一个主线圈产生交流磁场，并连接到两个次线圈。一旦有较小的金属目标破坏了磁场，每个次线圈就会收到不同的电压。

这个变化可以被用来找到绝对位置。该公司表示，LX34070采用了相同的技术，但尺寸更小，layout更简单，更容易集成到电动汽车电机控制中。

用于物联网的新型传感器和信号调节IC

最近，Renesas在其相对湿度/温度传感器系列中增加了新的传感器和信号调节IC。

湿度传感器提供测量和报告周围环境湿度和空气温度的系统。Renesas表示，市场对湿度传感器的精度要求为±2%，Renesas HS传感器家族的设备将精度控制在±1.5%。

该公司表示，HS4XXX系列产品具有低功耗属性，可以在小型碳化硅结构中承受恶劣的天气条件。这些湿度传感器可以提供1.8 V到5.5 V的数字和模拟输出，HS4传感器组合的每个成员都具有湿度和温度传感器功能。HS4温度传感器的典型精度为±0.2°C。

ZSSC3281是Renesas最新的信号调节传感器(SSC)，可提供放大、数字化和信号校正功能。SSC是一种双路传感器，可以在经过校准的连续操作系统上工作，如HVAC或医疗健康监视器。使用32位的Arm核心，这个SSC可以感知灵敏度、温度漂移和非线性的偏移，更多细节可从其datasheet获得。

为了简化物联网传感器集成，Renesas提供了快速连接物联网系统。该系统由标准化的电路板和接口组成，使物联网系统设计师很容易将各种传感器连接到MCU/MPU开发板。物联网设计师只需要从GUI中选择传感器，然后编写几行代码即可。

基于无源Asygn IC的无电池RFID传感器

RFID标签是一项相对成熟的技术，新变化是赋予它们传感器功能。在此基础上，Tageos推出了EOS-840 Sensor产品，这是一个无电池、无源的RAIN RFID传感器系列。

标准的RFID传感器与库存跟踪、零售和终端(如徽章或读卡器)相关联。据该公司称，其最新的传感器将超越常规用途，能够检测温度、压力和环境光的变化。增加这些功能有望使Tageos的工业应用超越当前的RFID市场。

Tageos的EOS-840传感器利用了Asygn的AS321X IC以及天线结构，可以从片上校准固件更新。Asygn以设计高速射频、汽车雷达架构、陀螺、AI和RFID传感器IC而闻名。AS321X是一种无源超高频RFID芯片，内置模拟传感器接口和内部传感器，可以捕捉实时环境的变化（从温度和湿度到土木结构的应变和振动）。

Tageos表示，该系统共有三个EOS传感器，每个传感器将通过集成的AS321X专注于监测单个单元，以获得最高水平的精度，为用户提供预测性维护能力。

EOS-840系列包括：

• EOS-840T：检测温度变化

• EOS-840LT：感知环境光和温度的变化

• EOS-840ST：监测机械应变和温度

每个EOS传感器都采用了RAIN RFID，标签读取距离长达30英尺（9.1米），且无需电池，为恶劣环境条件下的系统监测提供了灵活性。

传感器的多功能趋势

由于半导体集成的趋势，高度集成解决方案正在影响每一种类型的IC。正如本文中提到的，在传感器领域，这意味着同个设备具有湿度和温度传感器功能，而RFID标签增加了多种类型的传感功能。在最近举办的Sensors Converge 2022大会上，笔者看到了这一趋势的全面体现。