什么是声音传感器？声音传感器的原理与应用

传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给计算机。 它用来接收声波，显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。

声音传感器的应用

众所周知， 传感器的应运而生着实极大地改变了我们的生活，为所有人的生活创造的便利也是全方位的。从热敏元件、光敏元件、气敏元件再到声敏元件等等，足已看出种类齐全，功能强大而又神奇的传感器多么伟大。就像装了声敏元件的设备，可以随着我们的语言来做出相应的反应，有没有觉得蛮神奇蛮好玩的？而当下，传感器的技术也在不断地提高创新当中，但种类繁多，功能复杂而又强大，致使很多人对传感器知之甚少，更不要提它的应用范围了，今天我就为您详解声音传感器的应用。

传感器的定义

传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。 国际电工委员会的 定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按 照 Gopel 等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件” ，而“传感器系统则是 组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的系统” 。

传感器的能量转换

有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种， 不需要外接的能源或激励源。 无源传 感器不能直接转换能量形式， 但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能， 传感器承担将 某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它 们的状态可以是静态的，也可以是动态（即过程）的。对象特性被转换量化后可以通过多种方 式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，它将对象 特性或状态参数转换成可测定的电学量， 然后将此电信号分离出来， 送入传感器系统加以评 测或标示。

声音传感器的定义

声音传感器使用的是与人类耳朵相似具有频率反应的电麦克风。信号的传输方式： 电路把信号放大并把信号传送给英国电讯接口。 实际上，信号通过2条不同的线送达数 据采集器。一个信号通过低电压输入线，在 2.5V 左右，另一信号通过电压输入线，在0V左右。

声音传感器在生活上的应用

音响入侵探测器： 除了可用于门户的入口控制以外，还可用来监控入侵者出现的区域。其突出优点是，它 可用来鉴别引起报警的原因。此外，声音传感器在汽车防盗及航空探测等方面都有涉及，声 音传感器的对声纳系统的改进也贡献不小。各式各样的声控 开关 也大放异彩。 日本研制开发出一种声控电视机，可储存两个人的声控指令， 包括开机工作、 转换频道、 调换色彩以及关机等，都可以用声音指令进行控制。

通过兆亿微波商城的介绍，各位对声音传感器的应用一定有所了解。而在科技日益发达的今天，还有什么是不可能的呢？或许你对声音传感器的认知仅仅局限于话筒之类的。可是事实上，在你视线之外，声音传感器的潜滋暗长非常迅速。或许你曾经有过用声音统治一切的梦想，如同联想科技描述的未来生活一般，思维智慧与智能科技完美结合。在以智能科技为载体的基础上，声音传感器的威力远远没有达到上限，未来的生活正在一步步走进现在的生活。

科学家发明新型机械传感器：靠声音驱动，可以节省数百万节电池【附智能传感器行业技术赛道观察图谱】

新型机械传感器的发明将为监控基础设施和医疗设备带来革命性的变化。传统的传感器需要持续供电，通常使用电池，而电池耗尽后需要立即更换，造成了巨大的浪费问题。 根据欧盟的一项研究，到2025年，每天将有7800万块电池最终被丢弃。

然而，由Marc Serra-Garcia和ETH地球物理学教授Johan Robertsson领导的研究人员开发的新型机械传感器现在可以解决这一问题。 这种传感器纯粹机械工作，不需要外部能源，它利用声波中包含的振动能量。每当说出某个单词或产生特定的音调或噪音时，发出的声波会导致传感器振动，产生微小的电脉冲，从而打开已关闭的电子设备。目前，其创造者已为其发明申请了专利，并在《先进功能材料》杂志上介绍了其原理。

这种传感器甚至能够区分口语单词，如“三”和“四”。由于“四”具有更多与传感器共振的声能，它会导致传感器振动，而“三”则不会。 这意味着“四”这个词可以打开设备或触发进一步的进程。“三”不会发生任何事情。较新的传感器版本应该能够区分多达十二个不同的单词。

新型机械传感器的发明将为环境和资源节约带来巨大的影响。 通过消除对电池的依赖，可以减少大量的废弃物，并为监控基础设施和医疗设备节省大量成本。

声音传感器的原型比较大。图片来源：Astrid Robertsson / 苏黎世联邦理工学院）

技术价值观察

智能传感器是物联网技术的最底层和最前沿，对物联网产业发展有着十分重要的意义。从产业链来看，智能传感器上游主要为设计、原材料以生产设备供应; 中游为智能传感器器件加工制造与封装测试;下游是终端产品制造，其中以消费电子、工业控制、汽车电子、医疗电子等应用领域为主。

新型机械传感器就是所谓的超材料，其特殊属性来自其结构而不是所使用的材料。它纯粹由硅树脂组成，不含有毒重金属或任何稀土，与传统电子传感器不同。该新型机械传感器处于智能传感器产业链上游环节。

宏观市场观察

智能传感器主要应用场景包括智能手机、智能穿戴、智能汽车等。

根据国家标准GB/T 33905.3-2017对智能传感器的定义：智能传感器是具有与外部系统双向通信手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的传感器。

智能传感器是包含信息处理装置的传感器，传感器是智能传感器必不可少的组成部分 。智能传感器主要应用场景包括智能手机、智能穿戴、智能汽车、智慧工业、智能家居等。

智能传感器行业上市公司智能传感器业务业绩对比

2021年，我国智能传感器行业的上市公司中，传感器相关业务最高是歌尔股份， 其精密零组件营业收入为138.4亿元，其次是高德红外，公司红外热成像仪及综合光电系统营业收入为26.15亿元。

智能传感器行业发展前景预测

根据SDI发布的《2022年中国智能传感器十大园区报告》，中国智能传感器市场规模在近几年持续增长。从2019年的783.9亿元上升至2021年的1020.4亿元，2022年预计将达1191.8亿元，2023年预计将达1425.4亿元。政策的出台进一步明确了智能传感器产业发展的方向和路径。智能传感器作为物联网整个构架体系的核心，具有广阔的前景，预计到2028年，中国智能传感器市场规模有望达到2400亿元，年均复合增长率约为14%。

中国智能传感器技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前智能传感器关键技术强相关的城市集群主要集中在西北、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。 这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于智能传感器研发，成为潜在的智能传感器技术发展中心。根据热力图的分布，粤港澳大湾区有极大的可能性成为智能传感器技术的先导区域。重点关注广东省深圳市龙华区、广东省深圳市宝安区、陕西省西安市雁塔区等地的相关企业，以及这些地方对智能传感器产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国智能传感器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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