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在未来,高端编码器市场将不复存在?

2017-12-18 武汉迈信电气技术有限公司
绝对值编码器为何会成为发展趋势


从编码器市场上来看,虽然社会各界都有发展绝对值编码器的势头,但从市场上来看,增量型编码器还是占据着70%的市场份额。然而,这并不表示增量型编码器发展前景良好,而是其成本低廉,适用于大多数要求精度不高工控场合的原因。增量型编码器虽然技术稳定性高,但这也是因为其技术门槛较低的缘故。反观绝对值编码器,之所以市场份额不高,一是因为目前国内必须用到高精度传感器的场合并不多,二来绝对值编码器国产化程度不够高,而国际品牌的绝对值编码器价格大概为增量型编码器的4倍左右,不适用于以价格为竞争核心的国内市场。


那为何还是要以相对发展较难的绝对值编码器为核心呢?那就是因为未来的工业发展需要高精度的传感器。


在锂电池行业中,磷酸铁锂电池虽然以低成本以及其稳定性占据着当下大部分的锂电池市场,但其低能量密度的缺点在未来的发展上也比不过能量密度高的三元锂电池。增量型编码器亦是如此,在即将兴起的工业物联网中,现场设备层提倡机器换人,在控制层提倡人机结合。在数据传输以及反馈中,是必须要保证数据的及时传输以及高准确性,而增量型编码器在无人的情况下存在着零点累计误差,停机断电记忆消失等缺点就不能适应未来智能生产的场合。


而绝对值编码器虽然和三元锂电池一样,具有抗干扰能力差,不能适应大多极端场合,但这些都是可以从技术上进行人工避免。其能够自我误差修正,提供电机准确位置信息等优点自然就成为了未来物联网传感器的发展核心。


工业4。0对编码器的新要求


不管对于传感器整体还是对于编码器来说,对于未来的发展方向,业界人士都统一指出了小型化,网络化,智能化,集成化以及低成本的要求。


  • 小型化:顾名思义,现如今工业领域要求编码器等传感器的体积更小,能够在更小的位置发挥作用。

  • 网络化:编码器等传感器所输出的信号能够精确、安全地传输到控制系统。

  • 智能化:能够自我进行信息处理,自我诊断。误差修正等智能化功能。

  • 集成化:从单一的检测传输到信息处理、诊断控制等多功能化。


编码器或者传感器作为工业中的上游产品,一直以来的作用都是某种产业的铺垫,必须要和其他部件配套使用才能发挥其价值,在这种状况下,编码器的发展必定会受到其他行业产品的约束。而集成化虽然表面上是让其功能更加全面,更加切合智能制造的发展,同时也是让传感器能够独立成为发展核心的一环,这就会说到编码器以及传感器未来的发展状况。


为何将来编码器高端市场将不复存在?



在未来的编码器市场格局中,中低端市场依然被增量型编码器以及绝对值编码器所占据,而高端市场,就会被上图中的芯片所占据,这就是——MEMS(微机电系统)。


MEMS简单来说就是将传统传感器的机械部件微型化后,和其他元件如微执行器和微电子器件组成的集成体。虽说如此,MEMS并不像编码器一样必须要有电路板、码盘等固定元件,其高集成度特点可以根据不同的工控场合进行任意元件的组合,而典型的MEMS系统如下图所示:



传统的MEMS系统由传感器、信息处理单元、执行器和通讯接口单元组成,它不仅像编码器一样拥有测量物理量的功能,还能将物理量以不同的信号方式进行传输,最后再通过执行器自我操作,而这些工作都是在一片小小的芯片中完成。其完全符合传感器发展方向的要求使得MEMS是传感器的唯一替代选择。


而MEMS的微型化注定其应用是在纳米级的高精度场合,早年在日本就尝试过在scara上安装MEMS系统用来加工IC芯片,而如今我国的航天行业中也在使用微电机和微开关等组合的MEMS执行器,所以,相信在未来传感器市场,能够自由组合元件,没有行业限制的MEMS系统会承包高端传感器市场。


或许会有人觉得这个所谓的MEMS系统是一个新兴行业,离批量生产和形成市场还有一定的时间。其实不然,MEMS作为半导体技术衍生而来的工艺品,早在40年前国外就开始了相关的研发,发展到如今已经有一定程度上普及到了民用生活中。再有MEMS系统是镶嵌在硅晶片上的产品,可以像电路板一样批量生产再进行切割,不管是能耗还是生产时间上都比传统的传感器优秀许多。国内近年来也倡导大力研发MEMS系统,无奈相关技术水平和国外相比还相差甚远。而未来庞大的国内MEMS市场是被国外企业所垄断还是国产化成功,现在还不能一概而论,我们也将拭目以待。


(来源:艾而特

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