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傳感器（Sensor），是指將收集到的信息轉換成設備能處理的信號的元件或裝置。傳感器收集轉換的信號（物理量）有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等——這些利用了半導體的物質變化，除此之外，還有利用酶和微生物等生物物質的生物傳感器。 近年來，隨著工業互聯網、智能制造、人工智能等領域的加速發展，“智慧城市”、“智慧醫療”、“智能制造”等關鍵詞頻繁刷屏網絡，全球城市正徐徐向創新化、智能化、規模化的方向邁步，其中的核心關鍵部件之一就包括傳感器。作為物聯網技術最重要的數據采集入口，傳感器將迎來巨大的發展良機。 全球傳感器市場在這幾年呈現出快速增長的趨勢，該市場的主要增長來自于可穿戴設備傳感器、MEMS傳感器、生物傳感器等新興傳感器。 從市場格局上看，傳感器市場以愛默生、博世、西門子、意法半導體、霍尼韋爾等國外公司占據較大的市場份額，中國大陸具有一定影響力的公司目前主要有歌爾股份、華工科技、兆易創新等。 隨著傳感器在工業、汽車電子以及智能設備中發揮作用越來越大，各國對于其發展越發重視。據國務院“十四五”數字經濟發展規劃，以傳感器、量子信息、集成電路等戰略性前瞻領域為著眼點，傳感器領域相信會成為了企業攻向的焦點。 不過，由于傳感器是技術密集型行業，技術壁壘相對較高，這對行業的進入者會形成一定阻礙。相比美國、日本以及德國等技術發達國家，國內傳感器產業仍面臨不小的挑戰。 通常情況下，從完成技術開發、技術突破到實現規模產業化，行業新進入者至少需要五年以上時間積累。 而湃睿團隊在融合傳感器領域深耕了20年，從差分延遲鏈陣列、高性能模擬電路在混合信號領域的探索和實踐，到激光顆粒物、NDIR一氧化碳、二氧化碳、甲烷傳感器，以及激光雷達讀出電路的開拓，都是伴隨物聯網以及工業4.0的實際需求而開拓的。 湃睿致力于在融合傳感器領域為客戶提供高集成、高性能、成本可控的芯片及系統方案，在接觸式應力應變、高精度電容式氣壓、激光雷達讀出、光學及NDIR氣體傳感器等領域發力，為消費、工業、汽車、醫療、航空航天等多個行業提供媲美全球領先品牌的本土選擇。 電子產業一站式服務平臺華秋電子與湃睿建立了長期的戰略合作伙伴關系，成為其授權代理商。廣大客戶現可通過華秋商城購買湃睿品牌產品！ 基于湃睿的PMDS-F4 液位傳感器方案 液位測量廣泛應用于消費電子、工業過程、汽車及醫療等領域。由于場景的復雜性和多變性，例如高粘度、雜質、泡沫、腐蝕性等等，傳統的機械方案 正日益被高可靠、高穩定且安裝調試簡單、尺寸緊湊、應用多樣的測量方式所取代。 下圖（1）-（3）為一種接觸式油位計方案的保護套管示意圖、電容傳感器 PCB 實物圖， 以及 PMDS-F4 電路板實物圖。 通過鋁套管保護狹長的電容傳感器 PCB 不受劇烈的振動影響，套管底部和套管壁開有導油孔，以保持套管內與油箱內的油位持平（連通器原理）。 PMDS-F4 支持多種電容傳感器形式，包括單端單極、單端雙極、浮動雙極，分別如下圖所示。 單端單極、單端雙極、浮動雙極電容傳感器 單端單極：只有一個測量極板，可以使用同軸鋁棒，簡單方便，但是需要校準/標定，無法自適應介質變化； 單端雙極：包括一個測量極板和一個參考極板，通過一次標定后可以消除電容基底，自適應介質變化； 浮動雙極：數學模型與單端雙極基本一致。 技術原理 PMDS-F4 是一顆內置微處理器的高靈敏度、高分辨率、超低功耗電容測量片上系統，基 于業界領先的差分延遲鏈陣列（Differential Delay Chain Matrix）技術，支持單端、浮地、單端差分、浮地差分四種測量模式。片內微處理器可以用于溫度補償、線性化處理等，通過 SPI / IIC 端口輸出數字信號，或通過 PWM / PDM 輸出模擬信號。 應用描述 傳統的（汽車、摩托車）油位計大多采用機械浮子原理，通過霍爾（Hall）器件或干簧管 （reed switch）感知浮子所處的位置，由微處理器（μP）計算得出油位高度。這一機械方案的優勢在于其成熟和穩定性，主要劣勢包括以下： 分辨率 / 精度相對較差，一般為厘米（cm）等級； 機械浮子和聯動結構，受燃油中的雜質沉積，影響靈敏度與準確性； 油位接近油箱底部時，機械浮子和聯動結構容易受損（振動與撞擊）； 異形油箱（比如摩托車等），無法自適應； 大型油箱（比如客貨車等），感應元件成本極高； 干簧管為內部真空結構，儲運和使用過程中存在相當比例的損毀。 使用高靈敏度、高分辨率 / 精度、超低功耗的電容測量片上系統 PMDS-F4 實現單端雙極式電容油位計，至少具備以下優勢： 分辨率 / 精度最高可達毫米（mm）等級； 燃油自適應，不受介質（介電常數）變化影響； 無可動部件，無磨損或者部件卡住的情況； 不易受雜質沉積影響； 參考 / 測量極板（電容傳感器）可以使用普通的 PCB 覆銅，成本可控。 完整樣品包括屏蔽套管、電容傳感器、后端處理電路等如下圖所示。 電容油位計 |
