全球传感器市场速增长，华秋与湃睿携手

传感器（Sensor），是指将收集到的信息转换成设备能处理的信号的元件或装置。传感器收集转换的信号（物理量）有温度、光、颜色、气压、磁力、速度、加速度等——这些利用了半导体的物质变化，除此之外，还有利用酶和微生物等生物物质的生物传感器。

近年来，随着工业互联网、智能制造、人工智能等领域的加速发展，“智慧城市”、“智慧医疗”、“智能制造”等关键词频繁刷屏网络，全球城市正徐徐向创新化、智能化、规模化的方向迈步，其中的核心关键部件之一就包括传感器。作为物联网技术最重要的数据采集入口，传感器将迎来巨大的发展良机。

全球传感器市场在这几年呈现出快速增长的趋势，该市场的主要增长来自于可穿戴设备传感器、MEMS传感器、生物传感器等新兴传感器。

从市场格局上看，传感器市场以爱默生、博世、西门子、意法半导体、霍尼韦尔等国外公司占据较大的市场份额，中国大陆具有一定影响力的公司目前主要有歌尔股份、华工科技、兆易创新等。

随着传感器在工业、汽车电子以及智能设备中发挥作用越来越大，各国对于其发展越发重视。据国务院“十四五”数字经济发展规划，以传感器、量子信息、集成电路等战略性前瞻领域为着眼点，传感器领域相信会成为了企业攻向的焦点。

不过，由于传感器是技术密集型行业，技术壁垒相对较高，这对行业的进入者会形成一定阻碍。相比美国、日本以及德国等技术发达国家，国内传感器产业仍面临不小的挑战。

通常情况下，从完成技术开发、技术突破到实现规模产业化，行业新进入者至少需要五年以上时间积累。

而湃睿团队在融合传感器领域深耕了20年，从差分延迟链阵列、高性能模拟电路在混合信号领域的探索和实践，到激光颗粒物、NDIR一氧化碳、二氧化碳、甲烷传感器，以及激光雷达读出电路的开拓，都是伴随物联网以及工业4.0的实际需求而开拓的。

湃睿致力于在融合传感器领域为客户提供高集成、高性能、成本可控的芯片及系统方案，在接触式应力应变、高精度电容式气压、激光雷达读出、光学及NDIR气体传感器等领域发力，为消费、工业、汽车、医疗、航空航天等多个行业提供媲美全球领先品牌的本土选择。

电子产业一站式服务平台华秋电子与湃睿建立了长期的战略合作伙伴关系，成为其授权代理商。广大客户现可通过华秋商城购买湃睿品牌产品！

基于湃睿的PMDS-F4 液位传感器方案

液位测量广泛应用于消费电子、工业过程、汽车及医疗等领域。由于场景的复杂性和多变性，例如高粘度、杂质、泡沫、腐蚀性等等，传统的机械方案 正日益被高可靠、高稳定且安装调试简单、尺寸紧凑、应用多样的测量方式所取代。

下图（1）-（3）为一种接触式油位计方案的保护套管示意图、电容传感器 PCB 实物图，

以及 PMDS-F4 电路板实物图。

通过铝套管保护狭长的电容传感器 PCB 不受剧烈的振动影响，套管底部和套管壁开有导油孔，以保持套管内与油箱内的油位持平（连通器原理）。

PMDS-F4 支持多种电容传感器形式，包括单端单极、单端双极、浮动双极，分别如下图所示。

单端单极、单端双极、浮动双极电容传感器

单端单极：只有一个测量极板，可以使用同轴铝棒，简单方便，但是需要校准/标定，无法自适应介质变化；

单端双极：包括一个测量极板和一个参考极板，通过一次标定后可以消除电容基底，自适应介质变化；

浮动双极：数学模型与单端双极基本一致。

技术原理

PMDS-F4 是一颗内置微处理器的高灵敏度、高分辨率、超低功耗电容测量片上系统，基

于业界领先的差分延迟链阵列（Differential Delay Chain Matrix）技术，支持单端、浮地、单端差分、浮地差分四种测量模式。片内微处理器可以用于温度补偿、线性化处理等，通过 SPI / IIC 端口输出数字信号，或通过 PWM / PDM 输出模拟信号。

应用描述

传统的（汽车、摩托车）油位计大多采用机械浮子原理，通过霍尔（Hall）器件或干簧管 （reed switch）感知浮子所处的位置，由微处理器（μP）计算得出油位高度。这一机械方案的优势在于其成熟和稳定性，主要劣势包括以下：

分辨率 / 精度相对较差，一般为厘米（cm）等级；

机械浮子和联动结构，受燃油中的杂质沉积，影响灵敏度与准确性；

油位接近油箱底部时，机械浮子和联动结构容易受损（振动与撞击）；

异形油箱（比如摩托车等），无法自适应；

大型油箱（比如客货车等），感应元件成本极高；

干簧管为内部真空结构，储运和使用过程中存在相当比例的损毁。

使用高灵敏度、高分辨率 / 精度、超低功耗的电容测量片上系统 PMDS-F4 实现单端双极式电容油位计，至少具备以下优势：

分辨率 / 精度最高可达毫米（mm）等级；

燃油自适应，不受介质（介电常数）变化影响；

无可动部件，无磨损或者部件卡住的情况；

不易受杂质沉积影响；

参考 / 测量极板（电容传感器）可以使用普通的 PCB 覆铜，成本可控。

完整样品包括屏蔽套管、电容传感器、后端处理电路等如下图所示。

电容油位计