工業(yè)控制設(shè)置是現(xiàn)代傳感器最早的一些環(huán)境。隨著對(duì)監(jiān)控安全性和效率的系統(tǒng)的需求增加，設(shè)計(jì)用于在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中可靠運(yùn)行的傳感器被用于密切關(guān)注諸如熱量，流量和振動(dòng)之類的問(wèn)題。它們還使操作員能夠與危險(xiǎn)情況保持安全距離。

工業(yè)應(yīng)用傳感器現(xiàn)在包括非常廣泛的傳感器類型：溫度，壓力，化學(xué)，接近度，力，負(fù)載和水平。支持和支持技術(shù)包括MEMS，納米技術(shù)和無(wú)線通信。

無(wú)線傳感器正在用于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)，證明這些設(shè)備可以有效地滿足工業(yè)應(yīng)用的需求。這些無(wú)線傳感器主要用于定位，接近，圖像和安全應(yīng)用。成功的關(guān)鍵因素是低功耗;不太遙遠(yuǎn)的未來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將為不受限制的工業(yè)產(chǎn)品獲取能量，這些產(chǎn)品將與電源插座斷開(kāi)連接。今天，從愿景到M2M通信，工業(yè)環(huán)境中的傳感器已經(jīng)發(fā)揮作用。隨著工廠車間迅速向更高的自動(dòng)化方向發(fā)展，傳感器是一個(gè)重要的推動(dòng)因素;它們是工業(yè)能力擴(kuò)張的核心，被稱為“工業(yè)4.0”，這個(gè)術(shù)語(yǔ)指的是第四次工業(yè)革命，包括引入自我優(yōu)化，自我配置，自我診斷，認(rèn)知和智能的新方法。在日益復(fù)雜的任務(wù)中支持工人。

目標(biāo)是智能工廠（智能工廠），其特點(diǎn)是適應(yīng)性，資源效率和人體工程學(xué)改進(jìn)，并得到機(jī)器人，自動(dòng)化系統(tǒng)和所謂的支持。 “物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）。

正如我們將要看到的，它有時(shí)是應(yīng)用程序，有時(shí)是嚴(yán)酷或至少不友好的操作環(huán)境，它決定了所使用的傳感器類型及其屬性。德州儀器（TI）LDC1000（圖1）是世界上第一款電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，在低功耗，小尺寸解決方案中提供電感式傳感的優(yōu)勢(shì)。該產(chǎn)品采用SON-16封裝，提供多種工作模式。 SPI接口簡(jiǎn)化了與MCU的連接。

圖1：TI的LDC1000實(shí)現(xiàn)了超低成本的系統(tǒng)解決方案。

電感式傳感是一種無(wú)接觸，無(wú)磁性的短程技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在存在灰塵，污垢，油和水分的非傳導(dǎo)性干擾的情況下，高分辨率感應(yīng)導(dǎo)電目標(biāo)。傳感器可以是纏繞線，PCB上的線圈，在柔性基板上印刷有導(dǎo)電墨水的線圈，或者甚至是簡(jiǎn)單的彈簧。它支持遠(yuǎn)程傳感器放置，非常適合極端惡劣的環(huán)境。

電感式傳感器可產(chǎn)生并使用高頻振蕩磁場(chǎng)。進(jìn)入感測(cè)場(chǎng)的金屬靶在靶中感應(yīng)出渦流，這降低了振蕩器的信號(hào)幅度。然后，檢測(cè)器電路識(shí)別幅度的特定變化并產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)將固態(tài)傳感器輸出“打開(kāi)”或“關(guān)閉”。

電感式傳感技術(shù)可精確測(cè)量線性/角度位置，位移，運(yùn)動(dòng)，壓縮，振動(dòng)，金屬成分和許多其他應(yīng)用。它可在位置檢測(cè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)亞微米分辨率，具有16位諧振阻抗和24位電感值。電感式傳感可用于測(cè)量金屬或?qū)щ姲械奈恢?，運(yùn)動(dòng)或成分，以及檢測(cè)彈簧的壓縮，伸展或扭曲。

另一個(gè)工業(yè)傳感器的例子是Silicon Labs‘ Si7013單芯片相對(duì)濕度和溫度傳感器，用于恒溫器，濕度調(diào)節(jié)器和其他類似設(shè)備中的工業(yè)HVAC。該傳感器是單片CMOS IC，集成了濕度和傳感元件，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)處理，校準(zhǔn)和I2C接口。

濕度和溫度傳感器在出廠時(shí)已校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在片上非易失性存儲(chǔ)器中。傳感器完全可互換，無(wú)需重新校準(zhǔn)或需要更改軟件。

帶電源管理的輔助傳感器輸入可直接連接到外部熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)或其他電壓輸出傳感器。 Si7013采用3 x 3 mm DFN封裝，可回流焊接。

其他功能包括：

精密相對(duì)濕度傳感器

溫度傳感器

輔助第二區(qū)傳感器輸入（Si7013）

0至100％RH工作范圍

工作范圍-40°至125°C

寬工作電壓范圍（1.9至3.6 V）

低功耗

I2C主機(jī)接口

集成片上加熱器

3 x 3 mm DFN封裝

出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

工廠校準(zhǔn)

回流焊和運(yùn)行期間的壽命保護(hù)

符合AEC-Q100汽車標(biāo)準(zhǔn)

振動(dòng)是一個(gè)常見(jiàn)的罪魁禍?zhǔn)祝仨氃诠I(yè)環(huán)境中密切監(jiān)控。模擬器件ADIS16228數(shù)字三軸振動(dòng)傳感器具有FFT分析和存儲(chǔ)功能（圖2），是一個(gè)完整的振動(dòng)傳感系統(tǒng)，將三軸加速度傳感與先進(jìn)的時(shí)域和頻域信號(hào)處理相結(jié)合。

20.48 ksample/s采樣率和5 kHz平坦頻帶提供適合許多機(jī)器健康應(yīng)用的頻率響應(yīng)。鋁芯為MEMS加速度傳感器提供了出色的機(jī)械耦合。

內(nèi)部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采樣和信號(hào)處理系統(tǒng)，無(wú)需外部時(shí)鐘源。數(shù)據(jù)捕獲功能有三種模式，提供多種選項(xiàng)以滿足許多不同應(yīng)用的需求。此外，它的實(shí)時(shí)模式可以在一個(gè)軸上直接訪問(wèn)流數(shù)據(jù)。

圖2：ADI公司的振動(dòng)傳感器（上）和方框圖ADIS16228（下）。

SPI和數(shù)據(jù)緩沖結(jié)構(gòu)提供了對(duì)數(shù)據(jù)輸出的便捷訪問(wèn)。 ADIS16228還提供數(shù)字溫度傳感器和數(shù)字電源測(cè)量。該設(shè)備用于振動(dòng)分析，狀態(tài)監(jiān)測(cè)，機(jī)器健康，儀器儀表，診斷和安全關(guān)閉傳感等工業(yè)應(yīng)用。它采用15×24×15 mm模塊，帶法蘭，M2機(jī)器螺孔和靈活的連接器，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的用戶界面和安裝。 ADIS16228的封裝尺寸與引腳兼容，與供應(yīng)商的ADIS16210數(shù)字測(cè)斜儀系統(tǒng)兼容，可在±180°的整個(gè)方向范圍內(nèi)精確測(cè)量俯仰角和滾動(dòng)角。 ADIS16228具有-40°至+ 125°C的擴(kuò)展工作溫度范圍。

ADI公司的ADIS16000和ADIS16229（帶有嵌入式RF接收器）可為各種工業(yè)創(chuàng)建簡(jiǎn)單的無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用。 ADIS16000提供管理網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)功能，而ADIS16229則提供遙感功能。

先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)激增，帶來(lái)更高的傳感器精度，可靠性，響應(yīng)時(shí)間，穩(wěn)健性，小型化，通信能力，和效率。這反過(guò)來(lái)又推動(dòng)了R＆amp; D，為新的傳感器應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)。展望未來(lái)，工業(yè)設(shè)施將配備更多智能，以更好地管理復(fù)雜性，安全性和運(yùn)營(yíng)。用于這些應(yīng)用的傳感器系統(tǒng)可能非常小，功耗很小，并且成本較低的早期傳感器的成本沒(méi)有將智能電子設(shè)備緊密集成到傳感元件中。更重要的是，這些設(shè)備通常安裝在一個(gè)芯片中并可以無(wú)線操作。