為響應對高性能和集成解決方案的需求，傳感器制造商繼續努力。隨著物聯網和智能邊緣應用的激增，傳感器正朝著更小，低功耗的設計方向發展，以滿足這些系統的新要求。

 

       傳感器通常是嵌入式系統設計的默默無聞的英雄，它們承擔著與真實模擬世界進行接口的關鍵工作。隨著物聯網（IoT）現象的興起，傳感器創新必須與時俱進。結果，傳感器和傳感器接口設備的制造商一直在努力開發高度集成的高性能設備。

 

       由于它們習慣于與模擬世界緊密合作，因此微控制器（MCU）和模擬IC供應商成為過去12個月中許多傳感器技術和產品開發的領導者。盡管傳感器的主題范圍太短，無法撰寫一篇文章，但非常新的新型傳感器產品快照涵蓋了多種類型，包括醫療保健傳感器，溫度傳感器，MEMS加速度傳感器，電流傳感器，毫米波傳感器等。

 

 

       智能手機設計大勝3月，Maxim Integrated宣布其MAX30101心率傳感器已集成到Fujitsu Connected Technologies 的Raku Raku智能手機F-01L  中。測量心率和睡眠模式的智能手機可用于計步器等應用。借助MAX30101，智能手機還可以測量壓力水平和動脈老化。Raku Raku智能手機F-01L深受老年人歡迎，其設計使即使是初次使用智能手機的人也可以舒適地使用它。

 

       使用設計的MAX30101心率傳感器，Raku Raku智能手機F-01L不僅可以測量心率和睡眠模式，還可以測量壓力水平和動脈衰老。

       MAX30101能夠使用Fujitsu Connected Technologies生產的復雜算法精確測量生命體征。通過集成各種功能，該模塊提供了完整的系統解決方案，以簡化移動和可穿戴設備的設計過程。傳感器使用單個1.8 V電源和用于內部LED的單獨5 V電源供電。可以通過具有接近零待機電流的軟件關閉該模塊，從而使電源軌始終保持通電狀態。通過標準的I 2 C兼容接口進行通信，并且在-40°C至+ 85°C的溫度范圍內工作。

 

       該器件采用纖巧（5.6毫米×3.3毫米×1.55毫米）的14引腳光學模塊，可提供低于1 mW的極低功耗和超低關斷電流（典型值為0.7μA）。由于集成了內部LED，光電探測器，光學元件和具有環境光抑制功能的低噪聲電子設備，因此該設備易于實現。

 

物聯網

       的溫度傳感器物聯網正在推動傳感器制造商重新考慮其許多方法。例如，溫度測量對于許多物聯網實施的功能至關重要，因此開發人員必須集成溫度傳感器，以降低功耗和降低應用中的系統電壓。為了滿足這些需求，去年10月，Microchip Technology推出了五個新的1.8 V溫度傳感器，包括它聲稱的業界非常小的具有標準引線間距的五通道溫度傳感器。EMC181x溫度傳感器系列還引入了系統溫度變化率報告功能，該功能可提供有關系統溫度如何波動的高級警告。

 

       EMC181x溫度傳感器系列提供溫度變化率報告，該功能可提供有關系統溫度如何波動的高級警告。

使用單個集成溫度傳感器監控多個位置的溫度，可降低電路板的復雜性并簡化設計。EMC181x溫度傳感器系列提供1.8 V操作的各種遠程通道，以滿足2到5個通道的不同設計需求。該系列非常適合從3.3 V系統遷移到較低電壓軌的應用，例如電池供電的IoT應用，個人計算設備，FPGA和GPU。

 

       EMC181x系列在寄存器和電壓方面均與Microchip的3.3 V EMC14xx溫度傳感器兼容，從而可以測試并實現向1.8 V的移植。利用8引腳2×2 mm占位面積的三通道傳感器和10引腳2 mm×2.5 mm占位面積的10通道，這些傳感器還可以減少遠程溫度監控所需的設備數量。

 

       具有測量系統溫度變化率的能力，EMC181x器件提供二維溫度感測。除了報告常規溫度外，該功能還向客戶通知系統中的溫度變化率，并共享有助于更好地調節應用程序的數據。該系統非常適合閉環控制回路系統和其他優先考慮較低電壓軌的應用，它可以提早通知溫度升高或降低，以防止潛在的系統故障。

 

組合的傳感器功能

       當今的芯片集成水平使許多功能可以在單個設備上組合，而傳感器也正在風起云涌。在這些方面的一個例子中，意法半導體（ST）于4月發布了其LIS2DTW12器件，該器件在單個裸片上結合了MEMS 3軸加速度計和溫度傳感器，用于空間受限且對電池敏感的探測器，例如運輸跟蹤器，可穿戴設備和IoT端點。0.8°C的感測精度可提供與獨立標準溫度傳感器相當的精度。

 

       LIS2DTW12在單個裸片上結合了MEMS 3軸加速度計和溫度傳感器，用于空間受限且對電池敏感的探測器，例如運輸跟蹤器，可穿戴設備和IoT終端。

       除了增強的溫度補償功能外，加速度傳感器還利用65種不同的用戶模式的靈活性提供了靈活性，從而使開發人員能夠優化功耗和噪聲以滿足特定應用的需求。它具有用戶可選的滿量程范圍，非常大±16 g，并以1.6 Hz至1600 Hz的輸出數據速率測量加速度。

 

       ST表示，該器件的封裝高度僅為0.7毫米，比其他組合傳感器低約30％。LIS2DTW12允許額外的電池容量以延長運行時間。省電功能使設備在兩次充電之間走得更遠。其中包括50 nA的掉電模式，低至1 µA以下的多種工作模式，用于處理加速度計信號的專用內部引擎以及大型32級FIFO，以減少來自主控制器的干預。

 

       LIS2DTW12通過高速I 2 C / SPI端口提供16位加速度計數據和12位溫度數據，并允許按需進行單個數據轉換。運動引擎執行自由落體和喚醒檢測，單次/兩次輕擊識別，活動/不活動，靜止/運動檢測，縱向/橫向檢測以及6D / 4D方向。ST還內置了自檢功能，以驗證傳感器是否正常工作。LIS2DTW12的額定溫度范圍為-40°C至+ 85°C，采用2.0mm×2.0mm×0.7mm超薄LGA-12塑料焊盤柵格陣列封裝。

 

電流傳感器

       傳感器技術創新的一個領域是電流傳感，這是工業控制系統中的一項重要技術。就其本身而言，2月，ACEINNA宣布了其用于工業和電源應用的±5 A，±20 A和±50 A電流傳感器MCx1101系列。該公司稱該系列為市場上非常好款基于AMR的高精度，寬帶寬電流傳感器。ACEINNA說，盡管市場上還有其他基于AMR的電流感測解決方案，但它們需要大量集成才能使其正常工作。MCx1101設備即插即用。

 

       MCx1101是完全集成的雙向電流傳感器，具有很高的DC精度和動態范圍。±20 A版本的典型精度為±0.6％，并保證在85°C時達到±2.0％（非常大值）的精度。

MCx1101是完全集成的雙向電流傳感器，具有很高的DC精度和動態范圍。例如，±20 A版本的典型精度為±0.6％，并保證在85°C時達到±2.0％（非常大值）的精度。這些電流傳感器還保證在整個溫度范圍內具有±60 mA的偏移量，或FSR（非常大值）的±0.3％，這意味著在大約10：1的電流范圍內可以實現高精度。與kao_qian的基于霍爾傳感器的設備相比，動態范圍大約提高了10倍。

 

       這些器件結合了高精度，1.5 MHz信號帶寬，行業基準相移與頻率以及4.8 kV隔離特性，使其非常適合用于高性能電源，逆變器和電源的快速電流控制環路中的高端和低端檢測。電機控制應用。MCx1101的快速響應和高帶寬也適用于基于SiC和GaN的功率級快速切換，使電源系統設計人員能夠利用寬帶隙開關實現的更高速度和更小組件。輸出階躍響應時間為0.3 µs。

 

       MCx1101還提供了集成的過電流檢測標志，以幫助實現OCP（過電流保護），這是現代電源系統中所必需的。過電流檢測響應時間為0.2 µs。該系列包括±50 A，±20 A和±5 A量程，并提供固定增益（MCA1101）和比例增益（MCR1101）版本。它采用符合行業標準的SOIC-16封裝，具有低阻抗（0.9mΩ）電流路徑，并通過了UL / IEC / EN認證，可用于隔離應用。

 

無芯電流傳感器

       還推出了針對工業應用的電流傳感器，英飛凌上月（5月）推出了包括精確和穩定的無芯霍爾傳感器的電流傳感器家族的新成員。它們具有靈活性，因為系統開發人員可以單獨編程產品參數，例如電流范圍，過流閾值和輸出模式。非常好款產品XENSIV TLI4971的測量范圍為±25 A至±120 A。它適用于工業應用，例如高達50 kW的電力驅動器或光伏逆變器。該公司表示，將于2020年發布的產品系列的其他成員將有資格在汽車應用中使用。

 

       XENSIV TLI4971電流傳感器的測量范圍為±25 A至±120A。它適用于工業應用，例如高達50 kW的電力驅動器或光伏逆變器。

       無芯開環電流傳感器提供準確而穩定的電流測量-作為模擬輸出電壓提供。基于英飛凌的溫度和應力補償技術，室溫下的靈敏度誤差低至2％。通過單點系統內校準可以將其降低到2％以下。此外，即使在嘈雜的環境中，由于相鄰電流線或雜散磁場的串擾，兩個霍爾單元的差分測量也可確保高精度。

 

       TLI4971具有兩個用于快速過流信號的輸出引腳。系統開發人員可以對過電流信號的閾值電平進行編程，從而將其用于系統要求，而無需其他外部組件。這些信號可用于預警和系統關閉。此外，該設備還在電源電壓過高或過低的情況下提供信號。

 

       由于采用了無芯設計，因此TLI4971可裝入8mm x8mm x 1mm無引線QFN型封裝（TISON-8）。電流軌的布局可為120 A以下的電流提供同類非常佳的熱性能，而無需額外成本。該設備旨在用于高壓應用，并具有高達1.1 kV的電流隔離。

 

毫米波傳感器

       與電流傳感器一樣，滿足工業應用需求的另一項重要技術是毫米波傳感。為滿足此類需求，去年11月，德州儀器（TI）宣布了其60 GHz傳感器產品組合，稱其為針對工業系統的非常高分辨率單芯片CMOS解決方案。TI IWR6x mmWave傳感器通過片上處理功能實現了工業自動化，提供了實時決策和信號處理功能。根據TI的說法，非常新的60 GHz mmWave傳感器將是首款包含天線封裝產品的產品，這些產品消除了與射頻（RF）設計相關的傳統挑戰，同時將尺寸縮小了75％，并降低了總體成本。

 

       TI IWR6x 60 GHz毫米波傳感器通過片上處理功能實現了工業自動化，并提供了實時決策和信號處理功能。

借助60 GHz mmWave傳感器，工程師可以將mmWave技術集成到各種機器人技術，工廠自動化和樓宇自動化設計中，同時利用ISM頻段進行廣泛部署。高分辨率IWR6x傳感器專為工業性能而設計，提供高達4 GHz的超寬帶寬，可比24 GHz窄帶解決方案精確地檢測物體和運動，精度高達16倍。

 

       IWR6x傳感器具有集成的處理能力，使該傳感器能夠減少誤報并做出實時決策，從而消除了許多系統中對MCU或處理器的需求。這些超寬帶mmWave傳感器可以像呼吸和打字一樣檢測物體，人物和動作，其分辨率比24 GHz傳感器高出16倍。

 

       mmWave技術針對工業自動化進行了優化，擴展了建筑和工廠自動化功能，從而實現了更智能的人員計數，動作檢測，機器人技術，安全防護，生命體征監控等。60 GHz毫米波傳感器通過在擁擠的空間，各種照明和環境條件下以及通過玻璃，塑料和干式墻等材料進行操作，提高了現有系統的精度。

 

傳感器接口IC

       許多傳感器通過MCU連接到數字世界。MCU供應商已開始針對特定傳感器需求量身定制其解決方案。一個例子是ADI公司的ADuCM355傳感器接口IC，它支持智能電化學傳感器。據該公司稱，這是唯一可將穩壓器和電化學阻抗譜（EIS）功能集成在單個芯片上的解決方案。具有生物傳感器和化學傳感器接口的ADuCM355精密模擬MCU非常適合工業氣體傳感，儀器儀表，生命體征監測和疾病管理等應用。

 

       ADuCM355生化傳感器接口IC在單個芯片上集成了穩壓器和電化學阻抗譜（EIS）功能。

       ADuCM355是一款基于Arm Cortex M3處理器的超低功耗精密模擬MCU，專門設計用于控制和測量化學和生物傳感器。據ADI公司稱，這是唯一支持雙穩壓器和3個以上傳感器電極的解決方案。

 

       傳感器感測傳感器連接性的非常新趨勢是一些傳感器功能向基于MCU的IC的遷移，在某些情況下，不再需要分立的傳感器設備。沿著這樣的思路，瑞薩電子在4月推出了其材料檢測解決方案，該解決方案可以通過使用瑞薩的RX130電容式觸摸按鍵MCU連接電極，而無需傳感器即可輕松，經濟地檢測材料或液體。用這種電極方法替換傳感器有助于降低物料清單（BOM）成本，同時可以使用單個芯片在多個點進行檢測。這使工業設備，辦公自動化（OA）設備和家用電器制造商可以探索用于成本受限應用的檢測系統。

 

       通過使用瑞薩電子的RX130電容式觸摸按鍵MCU連接電極，材料檢測解決方案無需傳感器即可輕松，經濟地檢測材料或液體。

瑞薩的觸摸按鍵MCU具有電容式觸摸傳感器單元，專門用于電容測量，具有極高的靈敏度和高抗噪性。通過測量MCU電極之間的電容，材料檢測解決方案可以輕松檢測是否存在粉末（例如真空吸塵器灰塵），液體（例如冰箱和咖啡機）或材料（例如紙張）。粉末，液體或材料的增加或減少將改變電極之間的電容值。

 

       瑞薩表示，隨著基于傳感器的技術在工業設備，辦公自動化設備和家用電器中的普及，對不同類型傳感器解決方案的需求正在迅速增長，以滿足各種傳感需求。應用程序需要細粒度的感應以實現預測性維護功能。盡管可以通過使用各種類型的傳感器（例如用于檢測物理對象的壓力傳感器，光電傳感器，IR傳感器和CMOS傳感器）來實現這些應用，但是使用多個傳感器會產生額外的成本和沉重的開發負擔。

 

       為了輕松，經濟地實現無傳感器的物理物體檢測，該系統連接了兩個薄膜電極，并使用其觸摸按鍵MCU之一來測量這些電極之間的電容。通過檢測電極之間的電容變化來確定被測材料的變化。除了消除對傳感器評估和操作條件確定的需求外，還可以使用可用于電容式觸摸傳感器系統的開發支持GUI工具輕松地執行初始化和靈敏度調整。