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      在未來,高端編碼器市場將不復存在?

      2017-12-18 武漢邁信電氣技術有限公司
      絕對值編碼器為何會成為發展趨勢


      從編碼器市場上來看,雖然社會各界都有發展絕對值編碼器的勢頭,但從市場上來看,增量型編碼器還是占據著70%的市場份額。然而,這并不表示增量型編碼器發展前景良好,而是其成本低廉,適用于大多數要求精度不高工控場合的原因。增量型編碼器雖然技術穩定性高,但這也是因為其技術門檻較低的緣故。反觀絕對值編碼器,之所以市場份額不高,一是因為目前國內必須用到高精度傳感器的場合并不多,二來絕對值編碼器國產化程度不夠高,而國際品牌的絕對值編碼器價格大概為增量型編碼器的4倍左右,不適用于以價格為競爭核心的國內市場。


      那為何還是要以相對發展較難的絕對值編碼器為核心呢?那就是因為未來的工業發展需要高精度的傳感器。


      在鋰電池行業中,磷酸鐵鋰電池雖然以低成本以及其穩定性占據著當下大部分的鋰電池市場,但其低能量密度的缺點在未來的發展上也比不過能量密度高的三元鋰電池。增量型編碼器亦是如此,在即將興起的工業物聯網中,現場設備層提倡機器換人,在控制層提倡人機結合。在數據傳輸以及反饋中,是必須要保證數據的及時傳輸以及高準確性,而增量型編碼器在無人的情況下存在著零點累計誤差,停機斷電記憶消失等缺點就不能適應未來智能生產的場合。


      而絕對值編碼器雖然和三元鋰電池一樣,具有抗干擾能力差,不能適應大多極端場合,但這些都是可以從技術上進行人工避免。其能夠自我誤差修正,提供電機準確位置信息等優點自然就成為了未來物聯網傳感器的發展核心。


      工業4.0對編碼器的新要求


      不管對于傳感器整體還是對于編碼器來說,對于未來的發展方向,業界人士都統一指出了小型化,網絡化,智能化,集成化以及低成本的要求。


      • 小型化:顧名思義,現如今工業領域要求編碼器等傳感器的體積更小,能夠在更小的位置發揮作用。

      • 網絡化:編碼器等傳感器所輸出的信號能夠精確、安全地傳輸到控制系統。

      • 智能化:能夠自我進行信息處理,自我診斷。誤差修正等智能化功能。

      • 集成化:從單一的檢測傳輸到信息處理、診斷控制等多功能化。


      編碼器或者傳感器作為工業中的上游產品,一直以來的作用都是某種產業的鋪墊,必須要和其他部件配套使用才能發揮其價值,在這種狀況下,編碼器的發展必定會受到其他行業產品的約束。而集成化雖然表面上是讓其功能更加全面,更加切合智能制造的發展,同時也是讓傳感器能夠獨立成為發展核心的一環,這就會說到編碼器以及傳感器未來的發展狀況。


      為何將來編碼器高端市場將不復存在?



      在未來的編碼器市場格局中,中低端市場依然被增量型編碼器以及絕對值編碼器所占據,而高端市場,就會被上圖中的芯片所占據,這就是——MEMS(微機電系統)。


      MEMS簡單來說就是將傳統傳感器的機械部件微型化后,和其他元件如微執行器和微電子器件組成的集成體。雖說如此,MEMS并不像編碼器一樣必須要有電路板、碼盤等固定元件,其高集成度特點可以根據不同的工控場合進行任意元件的組合,而典型的MEMS系統如下圖所示:



      傳統的MEMS系統由傳感器、信息處理單元、執行器和通訊接口單元組成,它不僅像編碼器一樣擁有測量物理量的功能,還能將物理量以不同的信號方式進行傳輸,最后再通過執行器自我操作,而這些工作都是在一片小小的芯片中完成。其完全符合傳感器發展方向的要求使得MEMS是傳感器的唯一替代選擇。


      而MEMS的微型化注定其應用是在納米級的高精度場合,早年在日本就嘗試過在scara上安裝MEMS系統用來加工IC芯片,而如今我國的航天行業中也在使用微電機和微開關等組合的MEMS執行器,所以,相信在未來傳感器市場,能夠自由組合元件,沒有行業限制的MEMS系統會承包高端傳感器市場。


      或許會有人覺得這個所謂的MEMS系統是一個新興行業,離批量生產和形成市場還有一定的時間。其實不然,MEMS作為半導體技術衍生而來的工藝品,早在40年前國外就開始了相關的研發,發展到如今已經有一定程度上普及到了民用生活中。再有MEMS系統是鑲嵌在硅晶片上的產品,可以像電路板一樣批量生產再進行切割,不管是能耗還是生產時間上都比傳統的傳感器優秀許多。國內近年來也倡導大力研發MEMS系統,無奈相關技術水平和國外相比還相差甚遠。而未來龐大的國內MEMS市場是被國外企業所壟斷還是國產化成功,現在還不能一概而論,我們也將拭目以待。


      (來源:艾而特

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