易福门反射传感器O6H303*

上海谱瑞特工业自动化设备有限公司，总部位于中国上海，在美国和德国均有自己的分子公司，从*直接拿货，货品安全，价格合理，货期理想，海外分子公司可以自行报关，全程一站式服务，为了客户的需求我们会尽自己全部的努力，欢迎前来合作。

易福门电子（上海）有限公司成立于2005年1月，总部位于上海张江技术产业开发区。易福门品牌创立之初是激情驱使着创始人为之改善。开发具有品质和可靠的传感器，并提供的客户服务。正因为有着这样的愿景和认识，迄今为止的易福门“品质”超越 1969 年10 月 ifm开始推出的实体产品。

与您紧密联系

经过多年来与我们客户的密切合作，我们已在市场中确立了以服务为导向的传感器专业公司地位，且目前我们在 70 多个国家拥有超过 7000 名员工。 尽管我们已发展为一家大公司，但我们仍保持着创立时期拥有的优点： 小企业的灵活性和*性以及集团的质量和专业水平。 且我们的客户目前仍是我们工作的中心 - 与您紧密联系。

质量和服务

质量对我们而言是一个超越实际产品的词。 我们的所有流程均专注于客户服务和产品质量。 我们亲自为客户提供支持 - 无论是在世界的哪个位置，使用哪种语言。 如果需要快速响应，我们的专家会通过免费服务提供的支持。 我们利用客户反馈来持续改进产品质量。 在特殊的测试程序中，我们会让传感器承受远超过其期限的负荷，以确保它们在客户流程中保持提供我们承诺的性能。 此外，每件产品在出厂前均会接受终检查。 这是我们所重视的承诺，因此我们为每件目录产品保修 5 年。

德国制造

我们 70 % 的产品均是在德国开发和制造。 我们深感与业务据点德国紧密相连。 但我们已进入想要进一步深化我们承诺“与您紧密联系”的愿景时期。 凭借位于美国、新加坡、波兰和罗马尼亚的制造和开发据点，我们将遵循自己的原则，并能以*的专业能力，快速、灵活且专业地响应不同市场的要求。 无论是涉及到我们员工的工作条件、环境保护，还是开发与生产的高质量标准，我们的所有制造和开发据点均按相同的德国高质量标准设立。

易福门反射传感器O6H303主要属性：

耐用的不锈钢外壳，适用于食品和饮料工业

抗强效清洗剂的高压清洗

高防护等级，适应严苛工业环境的需求

特别抗干扰的背景抑制，即使强反射性的背景也毫无问题

量程和输出功能的直观设定

技术参数：

应用

功能原理 漫反射传感器

电气数据

工作电压 [V] 10...30 DC

电流损耗 [mA] 22; ((24 V))

防护等级 III

反相保护 是

光线种类 红光

波长 [nm] 633

输出

电气设计 PNP

输出功能 亮通和暗通模式; (可选)

开关量输出DC电压降大值 [V] 2.5

开关量输出DC的持续电流负载 [mA] 100

开关频率DC [Hz] 1000

短路保护 是

短路保护类型 脉冲

监控范围

检测距离 [mm] 2...200; (白纸 200 x 200 mm)

白色物体的检测距离(6 %反射) [mm] 2...200

灰色物体的检测距离:(18 %反射) [mm] 4...200

黑色物体的检测距离(6 %反射) [mm] 8...200

检测距离可设 是

光斑直径大值 [mm] 8

光点尺寸参考 在大的检测距离

背景消隐可用 是

工作条件

环境温度 [°C] -25...80

外壳防护等级 IP 65; IP 67; IP 68; IP 69K

认证/测试

EMC电磁兼容

EN 60947-5-2

MTTF [年] 708

UL认证

UL认证编号 E001

机械技术数据

重量 [g] 34.3

外壳 矩形的

尺寸 [mm] 41.3 x 13 x 21

原材料 外壳: 不锈钢(1.4404 / 316L); 塑料: PPSU; 密封圈: EPDM

透镜材料

PMMA

透镜校准 侧面的镜组

显示器/操作件

显示

开关状态 1 x LED, 黄色

操作 1 x LED, 绿色

注释

注释

按照cULus工作电压"电源级2"

包装单位 1 件数

电气连接

接口 接插件: 1 x M8

易福门的主要类型：

OY953S/OY411S/OY443S/OY806S/OY282S

OY952S/OY412S/OY442S/OY807S/OY270S

OY951S/OY413S/OY441S/OY808S/OY269S

OY903S/OY421S/OY440S/OY815S/OY268S

OY902S/OY423S/OY439S/OY407S/OY267S

OY901S/OY115S/OY438S/OY405S/OY266S

OY952S/OY808S/OY442S/OY413S/OY270S

OY951S/OY807S/OY441S/OY412S/OY269S

OY903S/OY806S/OY440S/OY411S/OY268S

OY902S/OY805S/OY439S/OY407S/OY267S

OY901S/OY804S/OY438S/OY405S/OY266S

OY829S/OY003S/OY437S/OY403S/OY265S

OY827S/OY450S/OY435S/OY289S/OY263S

OY826S/OY449S/OY434S/OY288S/OY262S

OY825S/OY448S/OY433S/OY287S/OY261S

OY819S/OY447S/OY432S/OY286S/OY250S

OY818S/OY446S/OY431S/OY285S/OY249S

目标

为了发展*制造与振兴机械工业的要求和国内外发展趋势的分析，传感技术攻关的目标是：提高传统传感技术等级、可靠性和可应用性水平，增强竞争力；积极创新系统，开发新产品，缩小差距，支持和促进我国*制造技术的发展，振兴制造业。

研究内容

（1）传统传感技术与系统的研究开发。侧重应用量大、面广的力/力矩、功率/电流、视觉、声振、光学、振动、触针等工业用及农业用的湿度、温度与元素等传感系统的现代化，但核心是微小型化，要解决：提高可靠性、可应用性、降低成本，形成国内外市场的竞争优势，支持我国工业、农业和服务业的发展。

（2）高温高压环境下传感技术系统的研究。侧重油井、输送管线和连续过程用的高压、高温和大量程传感技术系统的研究、开发和应用，缩短差距，形成生产能力，替代进口，争取出口。

（3）新型传感器与传感技术系统的研究。根据生产和科学研究需求发展几种有制高点意义的新品种，如：微流量与微磁场传感器、生物与化学传感分析用微芯片技术等。

（4）智能传感技术的研究。结合我国汽车、CNC机床和产业的重大装备更新，有目的研究开发几种智能传感技术，使之达到或接近优秀水平。

（5）过程质量与设备故障监控技术研究。在工业背景支持下，研究开发过程质量缺陷与劣化倾向监控技术系统和过程中设备故障（含潜在故障实时诊断传感技术系统）。

差动霍尔式曲轴位置传感器

切诺基(Cherokee)吉普车与红旗CA7220E型轿车采用了差动霍尔式曲轴位置传感器，其凸轮轴位置传感器均为普通霍尔式传感器。

(1)差动霍尔式传感器结构特点

差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器，其结构与磁感应式传感器相似，如图2-30a所示。它由带凸齿的信号转子和霍尔信号发生器组成。差动霍尔式传感器的工作原理与普通霍尔式传感器相同。根据霍尔式传感器的工作原理。当发动机飞轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔电路的两个探头时，齿缺或凸齿与霍尔探头之间的气隙就会发生变化，磁通量随之变化，在传感器的霍尔元件中就会产生交变电压信号，如图2-30b所示。其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。因为输出信号为叠加信号，所以转子凸齿与信号发生器之间的气隙可以增大到(1±0．5)mm(普通霍尔式传感器仅为0．2～0．4mm)，因而便可将信号转子制成像磁感应式传感器转子一样的齿盘式结构，其突出优点是信号转子便于安装。在汽车上，一般将凸齿转子装在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感子。

器的信号转

(2)切诺基吉普车差动霍尔式曲轴位置传感器

1)结构特点：切诺基吉普车2．5L(四缸)、4．0L(六缸)电子控制燃油喷射式发动机采用了差动霍尔电路的霍尔式曲轴位置传感器。它安装在变速器壳体上。该传感器向ECu提供发动机转速与曲轴位置(转角)信号，作为计算喷油时刻和点火时刻的重要依据之一。

2．5L四缸电子控制发动机的飞轮上制有8个齿缺，如图2-31a所示。8个齿缺分成两组，每4个齿缺为一组，两组之间相隔角度为180。，同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度为20。。4．0L六缸电子控制发动机的飞轮上制有12个齿缺，如图2．3lb所示。12个齿缺分成三组，每4个齿缺为一组，相邻两组之间相隔角度为120。，同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度也为20。

2)工作情况：飞轮上的每一组齿缺转过霍尔探头时，传感器就会产生一组共4个脉冲信号。其中，四缸发动机每转一圈产生两组共8个脉冲信号；六缸发动机每转一圈产生三组共12个脉冲信号。

对于四缸发动机，ECU每接收到8个信号，即可知道曲轴旋转了一转，再根据接收8个信号所占用的时间，就可计算出曲轴转速。对于六缸发动机，ECU每接收到12个信号，即可知道曲轴旋转了一转，再根据接收12个信号所占用的时间，就可计算出曲轴转速。

电子控制单元控制喷油和点火时，都有一定的提前角，因此需要知道活塞接近上止点的位置。切诺基吉普车在每组信号输入ECU时，可以知道有两个气缸的活塞即将到达上止点位置。 例如，在四缸发动机控制系统中，利用一组信号，ECU可知气缸1、4活塞接近上止点；利用另一组信号可知气缸2、3活塞接近上止点。在六缸发动机控制系统中。利用一组信号，可知气缸1与6、2与5、3与4活塞接近上止点。由于第4个齿缺产生的脉冲下降沿对应于压缩上止点前4。(BTDC4。)，因此第1个齿缺产生的脉冲信号下降沿对应于压缩上止点前64。(BT-DC64。)，如图2-32所示。当气缸1、4对应的第1个脉冲下降沿到来时，ECU即可知道此时气缸1、4活塞位于压缩上止点前64。(BTDC64。)，从而便可控制喷油提前角和点火提前角。但是，仅有曲轴转角信号，ECU还不能确定是哪一个缸位于压缩行程，哪一个缸位于排气行程，为此还需要一个气缸判别信号(即需要一只凸轮轴位置传感器)。

(3)切诺基吉普车霍尔式凸轮轴位置传感器

1)结构特点：切诺基吉普车发动机控制系统的气缸判别信号由霍尔式凸轮轴位置传感器提供，该传感器又称为同步信号传感器，安装在分电器内，主要由脉冲环(信号转子)、霍尔信号发生器组成。

脉冲环上制有凸起的叶片，占180。分电器轴转角(相当于360。曲轴转角)。没有叶片的部分也占180。分电器轴转角(360。曲轴转角)。脉冲环安装在分电器轴上，随分电器轴一同转动。

2)工作情况：当脉冲环上的叶片进入信号发生器时，传感器输出高电平(5V)；当脉冲环上的叶片离开信号发生器时，传感器输出低电平(0V)。分电器轴转一圈，传感器输出一个高电平和一个低电平，高、低电平各占180。分电器轴转角(分别相当于360。曲轴转角)。同步信号的波形如图2-32所示。

当脉冲环的叶片前沿进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时，对于四缸发动机，表示气缸1、4活塞即将到达上止点，其中气缸1活塞位于压缩行程，气缸4活塞位于排气行程；对于六缸发动机，表示气缸3、4活塞即将到达上止点，其中气缸4活塞位于压缩行程，气缸3活塞位于排气行程。

当脉冲环的叶片后沿进入信号发生器、传感器输出低电平(0V)时，对于四缸发动机，表示即将到达上止点的仍然是气缸1、4活塞，其中气缸4活塞位于压缩行程，气缸1活塞位于排气行程；对于六缸发动机，表示气缸3活塞位于压缩行程，气缸4活塞位于排气行程。

利用凸轮轴位置传感器判别出是哪一个气缸即将到达排气上止点之后，ECU根据曲轴位置传感器信号，即可控制喷油提前角和点火提前角。

设某一时刻的喷油提前角为上止点前64。(BTI)C64。)，当凸轮轴位置传感器脉冲环的叶片进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时，ECU判定四缸发动机的气缸4活塞位于排气行程(六缸发动机的气缸3活塞位于排气行程)，此时ECU在接收到曲轴位置传感器(CPS)*个脉冲信号的下降沿(BTDC64。)时，向喷油器发出喷油信号，从而实现提前64。喷油。在凸轮轴位置传感器输出高电平(5V))时，ECU还判定四缸发动机的气缸1活塞(六缸发动机气缸4活塞)位于压缩行程，此时ECU根据曲轴位置传感器CPS信号和点火提前角计算值，在活塞运行到上止点前点火提前角度时，向点火控制器发出点火指令，控制火花塞点火，实现点火提前。

利用凸轮轴位置传感器对两个气缸的位置判定作为参考点，即可按照四缸发动机1—3—4—2(六缸发动机l一5—3—6—2—4)的工作顺序，对各个气缸进行提前喷油与提前点火控制。

(4)红旗CA7720E型轿车差动霍尔式曲轴位置传感器

红旗CA7220E型轿车CA488．3型发动机上装备的SIMOS4S3型电子控制燃油喷射系统采用的差动霍尔式曲轴位置传感器由信号转子与信号发生器组成。信号转子为齿盘式，安装在变速器壳体前端，它与捷达AT、GTX型轿车用磁感应式曲轴位置传感器转子相似，在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、 57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号，对应于发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。

因为信号转子随曲轴一同旋转，曲轴旋转一圈(360。)，信号转子也旋转一圈(360。)，所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为 360。，每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3。(58×3。+57×3。=345。)，大齿缺所占的曲轴转角为15。(2×3。+3×3。= 15。)，信号波形如图2-33a所示。

(一)影响行业发展的有利因素分析

国家科委于1987年4月制定的《传感器发展政策》确定了必须大力发展传感器技术，特别是要把新型传感器技术作为优先领域予以发展。1991年 12月30日《中共中央关于制定国民经济和社会发展的十年规划和八五计划的建议》中第21条明确了要大力加强传感器的开发和在国民经济中的普遍应用。

(二)影响行业发展的不利因素分析

虽然光纤传感器技术在实际检测中取得了一些应用，但仍存在一些问题，如光纤埋入结构的工艺问题，虽然可以通过安装方式得到改善，但同时也导致了应变要先经过金属传递，然后再由光纤间接感应到应变，因此需要通过实验修正才能够进行准确测量。同时光纤传感器的输出信号会受到光源波动、光纤传输损耗变化、探测器老化等因素的影响，这些因素都会降低光纤传感器测量的准确性。再者目前光纤传感器实用性还有待开发，同时其制作成本相当昂贵。目前光纤传感器很大一部分产品还在实验室阶段，因此需要将实验结果尽快投入到使用中去。

随着市场逐渐开放和中国投资环境的改善以及化经济的进程加速，各国传感器*纷纷进入中国市场，这加剧了市场的竞争。中国本土传感器技术水平与世界水平相比仍存在很大差距，这种差距一方面表现为传感器在感知信息方面的落后，另一方面则表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。国产企业形成了“外强中干”的局面，不仅失去了中产品市场，而且直接导致自己能生产的产品品种单一，同质化严重，国产传感器价格优势明显，但质量上与国外产品相比仍存在一定差距，一般应用在对信号要求不高的区域。 

行业分析

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，成为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

由于在传统终端市场的应用可能性扩大以及新应用领域的新兴机会所推动，2013年光纤传感器市场规模为18.9亿美元。预计，到2020年，光纤传感器市场预计达35亿美元（约合人民币217.2亿元）。

传统终端市场包括航空航天、国防、石油天然气开采、基础设施发展和电信行业。传统终端市场的发展将继续推进光纤传感器市场的增长。通信行业从3G到4G网络的持续过渡、关注智能结构的增长、基础设施建设的新兴增长、石油天然气领域的发展都为市场增长提供了重要机遇。

尤其是在新兴市场中，如中国和印度，增长的制造活动、上升的汽车需求、稳定的基础设施建设活动以及国防支出的增加，都成为光纤传感器行业发展的驱动因素。

国内市场上，应用较为广泛的光纤传感技术当属布拉格光纤光栅和基于光时域反射的分布式传感器，这种技术基本上可以满足中低端市场的需求。而现在光谱线宽窄至2kHz的单频光纤激光器及其引申出来的新一代光传感技术，这与传统的光纤传感有很大的区别，它可以进行超远距离的传输，精度和敏感度能达到更高的要求，这在市场上需求很大，21世纪初，该项技术在国内尚处于立项和预研阶段。国内市场上光纤传感器应用主要在以下四种：光纤陀螺、光纤光栅传感器、光纤电流传感器和光纤水听器。下面对这四种产品分别介绍一下。

一、光纤陀螺。 光纤陀螺按原理可分为干涉型、谐振型和布里渊型，这是三代光纤陀螺的代表。*代干涉型光纤陀螺，21实际初期，该项技术就已经成熟，适合进行批量生产和商品化；第二代谐振型光纤陀螺，暂时还处于实验室研究向实用化推进的发展阶段；第三代布里渊型，它还处于理论研究阶段。光纤陀螺结构根据所采用的光学元件有三种实现方法：小型分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。21世纪初期，分立光学元件技术已经基本退出，全光纤系统用在开环低精度、低成本的光纤陀螺中，集成光学器件陀螺由于其工艺简单、总体重复性好、成本低，所以在高精度光纤陀螺很受欢迎，是其主要实现方法。

二、光纤光栅传感器。 目前国内外传感器领域的研究热点之一光纤布拉格光栅传感器。传统光纤传感器基本上可分为两种类型：光强型和干涉型。光强型传感器的缺点在于光源不稳定，而且光纤损耗和探测器容易老化；干涉型传感器由于要求两路干涉光的光强同等，所以 需要固定参考点而导致应用不方便。21世纪初期开发的以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器可以避免出现上面两种情况，其传感信号为波长调制、复用能力强。在建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等应用中，光纤光栅传感器是理想的灵敏元件。光纤光栅传感器在地球动力学、航天器、电力工业和化学传感中有广泛的应用。

三、光纤电流传感器。电力工业的迅猛发展带动电力传输系统容量不断增加，运行电压等级也越来越高，电流也越来越大，这样测量起来就非常困难，这就显现出光纤电流传感器的优点了。在电力系统中，传统的用来测量电流的传感器是以电磁感应为基础，这就存在以下缺点：它容易爆炸以至引起灾难性事故；大故障电流会造成铁芯磁饱和；铁芯发生共振效应；频率响应慢；测量精度低；信号易受干扰；体积重量大、价格昂贵等等，已经很难满足新一代数字电力网的发展需要。这个时候光纤电流传感器应运而生。

四、光纤水听器。 光纤水听器主要用来测量水下声信号，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换为光信号，并通过光纤传至信号处理系统进行识别。与传统水听器相比，光纤水听器具有灵敏度高、响应带宽宽、不受电磁干扰等特点，广泛用于军事和石油勘探、环境检测等领域，具有很大的发展潜力。光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。干涉型光纤水听器关键技术已经逐步发展成熟，在部分领域形成产品；光纤光栅水听器则是当前研究的热点，研究的关键技术涉及光源、光纤器件、探头技术、抗偏振衰落技术、抗相位衰落技术、信号处理技术、多路复用技术以及工程技术等。

光纤传感器技术是建立在光纤、光通信和光电子技术的基础上发展起来的，电磁干扰和腐蚀作用对它的影响很小，还能适应各种恶劣的气象环境，不要额外的电源进行供电，就可以长距离的进行传输，已成为传感器行业的研究热点。

传感器一直朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍却是倍受青睐。

光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能。光纤传感器应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。其应用范围十分广泛。因此我们可以说光纤传感器具有很大的市场需求，不说长久，至少在未来5年，光纤传感器将会有广阔的发展前景。

光纤传感技术及其相关技术的迅速发展，满足了各类控制装置及系统对信息的获取与传输提出的更高要求，使得各领域的自动化程度越来越高，作为系统信息获取与传输核心器件的光纤传感器的研究非常重要。

光纤传感器技术发展的主要方向是：（1）多用途。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。（2）提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数（碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等）对光纤的影响。（3）新型传感材料、传感技术等的开发。（4）在恶劣条件下（高温、高压、化学腐蚀）低成本传感器（支架、连接、安装）的开发和应用。（5）光纤连接器及与其它微技术结合的微光学技术。

待测目标

根据待测目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。

大气衰减

待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。

光学接收器

它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。

辐射调制器

对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。

红外探测器

这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

探测器制冷器

由于某些探测器必须要在高温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。

信号处理系统

将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，后输送到控制设备或者显示器中。

显示设备

这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。

依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。

热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。

图上所示为欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器，这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。图中的红灯和绿灯表示传感器的状态。

红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

好的传感器的设计是经验加技术的结晶。一般理解传感器是将一种物理量经过电路转换成一种能以另外一种直观的可表达的物理量的描述。比如转换成仅依赖于此测物理量的较高的电压电流等信号，再显示出来。因此需要注意几点：

1、一般所测得的物理量是非常小的，通常还带有作为传感器物理转换元件固有的转换噪声。比如传感器在1被放大倍率下的信号强度为0.1~1uV，此时的背景噪声信号也有这么大的水平，甚至于将其湮灭。如何将有用信号尽量取出并且压低噪声是传感器设计的首要解决的问题。

2、传感器电路一定要简单精炼。设想具有3级放大电路的，带有2级有源滤波器的放大回路，放大了信号的同时也将噪声放大了，如果噪声不是明显偏离有用信号频谱，则无论怎样滤波两者同时放大，结果信噪比没有提高。因此传感器电路一定要精炼简约。能省1只电阻或电容就一定要将它去掉。这一点是许多设计传感器的工程师们容易忽略的问题。已知的情况是，传感器电路随着噪声的问题困扰，电路越修改越复杂，成为怪圈。  　

3、功耗问题。传感器通常在后续电路的前端，有可能需要较长的引线连接。当传感器功耗较大时引线的连接将会所有的无谓噪声以及电源噪声引入使得后续电路愈发难以设计。在够用的情况小如何降低功耗也是一个不小的考验。

4、元器件的选用和电源回路。元器件的选用一定要够用为好，只要器件指标在需要的范围之内就可以了，余下的就是电路设计问题。电源是传感器电路设计过程一定要遇到的难题，不要追求无法达到的电源指标，而选择一款带有较好的共模抑制比的运放，采用差分放大电路设计可能普通的开关电源以及器件就能满足你的要求。电源的退偶一定要可靠设计，并且遵循器件手册的要求，宁多勿少。

智能传感器作为广泛地系统前端感知器件，既可以助推传统产业的升级，例如，传统工业的升级、传统家电的智能化升级；又可以对创新应用进行推动，比如机器人、VR/AR（虚拟现实/增强现实）、无人机、智慧家庭、智慧医疗和养老等领域。

在工业领域，传统企业面临人力成本提高、市场需求下降等问题，传统企业开始从劳动密集型转向自动化、智能化。在整个转型中，智能传感器发挥着至关重要的作用，推动传统工业的转型升级。

2015年我国传感器市场规模达1100亿元，预计到2020年将达到2115亿元，年复合增长率达到14%。但是由于国内传感器企业技术水平、生产工艺、规模和盈利能力等方面的差距导致国内传感器市场高度依赖进口。特别是传感器方面，由于种类多、跨学科研发技术水平高、开发成本大，企业不愿承担开发风险，造成我国传感器基本依靠进口。2015 年，我国中传感器进口比例达到80%。

智能传感技术是智能制造和物联网的先行技术，作为前端感知工具，具有非常重要的意义。

传感器是利用光电器件的光电转换功能。将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管，光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比，图像传感器是将其受光面上的光像，分成许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功能器件。图像传感器分为光导摄像管和固态图像传感器。与光导摄像管相比，固态图像传感器具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。因此在各个行业得到了广泛应用。

CCD是应用在摄影摄像方面的技术元件，CMOS则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但该问题已经基本得到解决。CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。图像传感器又叫感光元件。

特点

CMOS传感器采用一般半导体电路较常用的CMOS工艺，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点，近几年在宽动态、低照度方面发展迅速。CMOS即互补性金属氧化物半导体，主要是利用硅和锗两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

在模拟摄像机以及标清网络摄像机中，CCD的使用较为广泛，长期以来都在市场上占有主导地位。CCD的特点是灵敏度高，但响应速度较低，不适用于高清监控摄像机采用的高分辨率逐行扫描方式，因此进入高清监控时代以后，CMOS逐渐被人们所认识，高清监控摄像机普遍采用CMOS感光器件。

CMOS针对CCD主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD，CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热，暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现噪点。

已经研发出720P与1080P的背照式CMOS器件，其灵敏度性能已经与CCD接近。与表面照射型CMOS传感器相比，背照式CMOS在灵敏度（S/N）上具有很大优势，显著提高低光照条件下的拍摄效果，因此在低照度环境下拍摄，能够大幅降低噪点。

虽然以CMOS技术为基础的百万像素摄像机产品在低照度环境和信噪处理方面存在不足，但这并不会根本上影响它的应用前景。而且相关大企业正在加大力度解决这两个问题，相信在不久的将来，CMOS的效果会越来越接近CCD的效果，并且CMOS设备的价格会低于CCD设备。

安防行业使用CMOS多于CCD已经成为不争的事实，尽管相同尺寸的CCD传感器分辨率优于CMOS传感器，但如果不考虑尺寸限制，CMOS在量率上的优势可以有效克服大尺寸感光原件制造的困难，这样CMOS在更高分辨率下将更有优势。另外，CMOS响应速度比CCD快，因此更适合高清监控的大数据量特点。

历史

与CCD相比，CMOS具有体积小，耗电量不到CCD的1/10，售价也比CCD便宜1/3的优点。

与CCD产品相比，CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体设备，不需额外的投资设备，且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时，晶圆厂的CMOS生产线较多，日后量产时也有利于成本的降低。另外，CMOS传感器的很大优势，是它具有高度系统整合的条件。理论上，所有图像传感器所需的功能，例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等，都可放在集成在一颗晶片上，甚至于所有的晶片包括后端晶片（Back-end Chip）、快闪记忆体（Flash RAM）等也可整合成单晶片（SYSTEM-ON-CHIP），以达到降低整机生产成本的目的。

正因为此，投入研发、生产的厂商较多，美国有30多家，欧洲7家，日本约8家，韩国1家，中国台湾有8家。而居翘楚地位的厂商是Agilent(HP)，其*51%、ST(VLSI Vision)占16%、Omni Vision占13%、现代占8%、Photobit约占5%，这五家合计*达93%。

根据In-Stat统计资料显示，CMOS传感器的销售额到2004年可望突破18亿美元，CMOS将以62%的年复合成长率快速成长，逐步侵占CCD器件的应用领域。特别是在2013年快速发展的手机应用领域中，以CMOS图像传感器为主的摄相模块将占领其80%以上的应用市场。

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