高频传感器 传感器被誉为“电五官”，全球十大顶尖传感器是哪些？

传感器被誉为“电五官”，全球十大顶尖传感器是哪些？

2021世界传感器十大品牌排行榜，是CN10/CNPP数据研究及十大品牌网联合重磅推出的十大世界传感器品牌排行榜，世界传感器10大品牌榜展示各行业数据前10强，由CN10/CNPP品牌数据研究部门通过资料收集整理，并基于大数据统计及人为根据市场和参数条件变化分析研究而得出，是大数据、云计算、数据统计真实客观呈现的结果。

什么是传感器？ 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

传感器具有十分重要的作用。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此，传感器可以说是人类五官的延长，被称之为电五官。

在现代工业生产特别是自动化生产过程中，需要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

特别是在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域: 比如观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。再比如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是无法实现的的。

现如今，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。下面就分别介绍十大传感器如下：

一、博世传感器（德国）

创始人：罗伯特·博世(Robert Bosch，1861年9月23日-1942年3月12日)，德国企业家，工业时代先驱者之一，罗伯特·博世股份有限公司的创始人。罗伯特·博世发明了火花塞。1886年11月15日，罗伯特·博世在德国斯图加特创办了"精密机械和电气工程车间"。1887年他在这家工厂里，对Deutz机械设备公司尚没有申请专利的内燃机火花塞设备做了突破性的改进，获得了他事业上的第一次成功。这种火花塞用来产生电火花，引燃内燃机中的混合气体。1897年，罗伯特·博世第一次成功把这种火花塞安装在一个汽车发动机上，就此解决了内燃机点火系统。奔驰汽车公司创始人卡尔·本茨称为"难题中的难题"。

一直到了1902年，罗伯特·博世的第一位工程师戈特罗布·霍诺尔德(1876年8月26日-1923年3月17日)发明了高压电磁点火系统，才真正使得快速运转的汽油发动机成为可能，罗伯特·博世就此注册了他最成功的专利之一。这项发明是罗伯特·博世事业发展的里程碑，意味着这家德国的小车间开始走上了跨国企业发展的辉煌道路。火花塞的图形也成为博世公司的标志。

博世概述：博世是全球最大的MEMS传感器制造商。博世的业务范围涵盖了汽油系统、柴油系统、汽车底盘控制系统、汽车电子驱动、起动机与发电机、电动工具、家用电器、传动与控制技术、热力技术和安防系统等 。博世在全球雇员大约275,000名。博世汽车技术已大举进入中国，投身于迅猛发展的中国汽车工业。

博世是欧洲家电市场占有率排名第一的领导品牌。德国产品素以其出色的品质、信誉和技术水准闻名于世，博世继承并发扬了这一传统，所有产品都依照最严格的德国标准设计生产，而且在产品的研发、制造和销售等诸方面在全球均更胜一筹。

博世获得的荣誉：2020年7月， 2020年全球汽车零部件企业百强排名第一。2018年1月，2018世界市场领导者冠军(世界隐形冠军)，冠军头衔由瑞士圣加仑大学授予、德国经济周刊作为合作媒体。

评价：博世也是全球最大的MEMS传感器提供厂商。在物联网领域，博世具有强大的技术基础和优势，而这个基础正是博世的MEMS（微机电）传感器技术。EMS传感器早在90年代就已经在众多工业领域中应用，到2000年，体积和功能上都逐渐优化的传感器演化出了不同的形式和功能，并逐渐渗透到众多消费电子产品中去。比如在手机中必备，比如消费者非常熟悉的加速度计、陀螺仪、地磁传感器、气压传感器、环境传感器等。

1995年博世首次量产MEMS传感器，2005年成立了Bosch Sensortec公司，专注智能手机等消费电子领域。在MEMS传感器方面，博世拥有超过1000项MEMS相关的专利，从MEMS的设计到制造，都是博世自有技术。

据官方资料显示，博世已经已累计出货80亿颗MEMS传感器，它的应用领域不仅包括目前热门的智能手机市场，在可穿戴设备、智能驾驶、智能家居以及工业4.0等各个领域都有渗透。博世的未来战略已经非常明确，即“传感器、软件和服务”。

博世未来将从一家传统的高科技硬件公司转型为软件和服务公司，就是该硬的地方要硬，该软的地方也要软一点。值得一提的是，全球四分之三的智能手机用的传感器都来自博世。

二、霍尼韦尔传感器（美国）

创始人：霍尼韦尔的历史可追溯到1885年，当时一个名为阿尔伯特欧布兹，它发明了炉调节器和报警器并获得专利。他于1886年4月23日成立了欧布兹热电调节器有限公司，明尼阿波利斯在几个星期后发明了一种简单而巧妙的装置，即"减震器插板" 。

到1916年，改变了公司的名称为明尼阿波利斯热调节器公司，扩展其产品线，并获得专利的第一电动机由保险商实验室认可。

1904年，在印第安纳州沃巴什的一个年轻工程师马克霍尼韦尔，是完善作为他的管道和取暖部分业务产生的热量。两年后，他成立了霍尼韦尔暖气专业公司，再加入热水热发电机专业。

到1912年，电子病历已扩大其产品线，并更名为明尼阿波利斯热调节器公司(最大心率)。 4年后，平均心率专利第一电动机由保险商实验室认可。

霍尼韦尔概述：霍尼韦尔国际(Honeywell International)是一家营业额达300多亿美元的多元化高科技和制造企业，在全球的业务涉及:航空产品和服务、楼宇、家庭和工业控制技术、汽车产品、涡轮增压器以及特殊材料。霍尼韦尔公司总部位于美国新泽西州莫里斯镇。

霍尼韦尔公司成立于一八八五年，是超过百年历史的国际公司，一九九六年，被美国"财富"杂志评为最受推崇的20家高科技企业之一。其销售额曾经达到333.7亿美元，属于在多元化技术和制造业方面占世界领导地位的跨国公司(500强排名280位)。

霍尼韦尔的宗旨是以增加舒适感，提高生产力，节省能源，保护环境，保障使用者生命及财产从而达到互利增长为目的。为全球的楼宇，工业，航天及航空市场的客户服务。

霍尼韦尔国际公司是一个拥有多元化制造技术的领导者，服务于世界各地的客户，包括航天产品及服务、工业和家庭楼宇控制技术、汽车产品、涡轮增压器以及特种材料。霍尼韦尔在全球100多个国家/地区拥有116,000员工，霍尼韦尔以满足客户，力争成为世界自控先驱。

值得一提的是，1970年，霍尼韦尔合并与通用电气公司，形成霍尼韦尔信息系统，它由此在主机市场表现良好的电脑业务。 1986年，霍尼韦尔大大加强其与购买斯佩里航天航空业的地位。它即刻成为世界上领先的航空电子系统集成商。

评价：霍尼韦尔是一家从事自控产品开发及生产的公司，此公司是多元化制造技术的领导者。传感器品种比较多，比如看一下霍尔闭环/开环电流传感器的优缺点如下：

霍尔闭环电流传感器的优缺点：

优点：1、精度和线性都很好 2、温漂低 3、响应速度快、带宽大 4、抗EMI干扰能力强。缺点：1、电流消耗大 2、体积大，成本高

霍尔开环电流传感器的优缺点：

优点：1、电流消耗低 2、测量电流大小 ，传感器尺寸小，重量轻 3、可承受电流过载 4、价格低。缺点：1、只具有适度的测量带宽和响应时间 2、温漂大 3、用于高频电流测量，涡流损耗大。

三、德州仪器传感器（美国）

创始人：美国德州仪器由塞瑟尔·H·格林、J·埃里克·约翰逊、尤金·麦克德莫特、帕特里克·E·哈格蒂在1947年创办。最初是其母公司地球物理业务公司（ GSI)用来生产新发明的晶体管的。

麦克德莫特是GSI最初在1930年创办时的创办者。麦克德莫特、格林、约翰逊后来在1941年买下了这个公司。1951年L&M部门凭借其国防方面的合同，迅速超越了GSI的地理部门。公司被重新命名为"通用仪器"。同年，公司又被再度命名为"德州仪器"。

德州仪器概述：德州仪器(TI)，是全球领先的半导体跨国公司，以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世，主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。德州仪器(TI)总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。值得一提的是，德州仪器是世界第一大数字信号处理器(DSP) 和模拟电路元件 制造商，其模拟和数字信号处理技术在全球具有统治地位 。尤其是2011年德州仪器以65亿美元收购美国国家半导体，进一步强化德仪的全球模拟半导体巨头地位。

德州仪器的半导体产品几乎占了其收入的85%(2003)。在包括数字信号处理器、数字模拟转换器、模拟数字转换器、能源管理、模拟集成电路等不同产品领域都占据领先位置。而无线通信也是德州仪器的一个焦点，全球有大约50%的移动电话都装有德州仪器生产的芯片。同时它也生产针对应用的集成电路以及单片机等。

德州仪器一直保持着世界半导体销售前十的地位。在2005年，它仅次于英特尔和三星，排在它之后的是东芝、意法半导体等。德州仪器主要竞争对手包括微型芯片技术公司、Cypress半导体公司、集成设备技术公司、三星电子以及Xilinx公司。

德州仪器在半导体行业拥有最大的市场份额，预测拥有超过370亿美元的可用市场总量。根据数据统计，德州仪器拥有14%的市场份额。

1942年开始，德州仪器凭借潜水艇的探测设备开始进入国防电子领域。之后，德州仪器和伊士曼柯达公司和联合信号公司(Allied Signal)一起，开始参与摩托罗拉的六标准差规范的制定。而这类产品包括雷达系统、红外线系统、导弹、军用计算机、激光导航炸弹等。

德州仪器曾经成为当时唯一一个大批量生产硅晶体管的公司。值得一提的是，中央研究实验室的杰克·基尔比在1958年研制出了世界上第一款集成电路。2008年，德州仪器建立了一个以"基尔比"命名的实验室，用于研究那些半导体技术创新思维。

德州仪器在1967年发明了手持计算器(当时价格高达2,500美元)。随后，在1971年研制出了单芯片微型计算机，并在同年的10月4日被授予了单芯片微型计算机的第一个专利证书。

荣誉：2007年，德州仪器曾经被《世界贸易杂志》(《World Trade Magazine》)授予年度最佳全球供应商。从2007年到2010年连续四年时间里，德州仪器曾经曾经被Ethisphere Institute列入"世界上最有道德感的公司"名单，并且是电子行业唯一入选的公司。

1954年 生产首枚商用晶体管

1958年 TI工程师Jack Kilby发明首块集成电路(IC)

1967年 发明手持式电子计算器

1971年 发明单芯片微型计算机

1973年 获得单芯片微处理器专利

1978年 推出首个单芯片语言合成器，首次实现低成本语言合成技术

1982年 推出单芯片商用数字信号处理器(DSP〕

1990年 推出用于成像设备的数字微镜器件，为数字家庭影院带来曙光

2000年 推出每秒执行近90亿个指令的TMS320C64x DSP芯片， 刷新DSP性能记录；

推出业界上功耗最低的芯片TMS320C55x DSP，推进DSP的便携式应用

2003年 推出业界首款ADSL片上调制解调器--- AR7

推出业界速度最快的720MHz DSP,同时演示1GHz DSP

评价：德仪的cpu是双核中最好的，虽然性能并非最好，但是最平衡，兼容性最好。德州仪器的芯片和处理器的确要比高通技高一筹，但是却输给了"卖基带送处理器"的高通，最主要的原因就是基带这部分的技术壁垒和专利壁垒实在是太高。事实上，在2G时代，德州仪器的OMAP处理器十分经典，搭载它的诺基亚和黑莓都是手机界的大佬，诺基亚是行业一哥，巅峰时期占有率超过40%的份额，黑莓曾经是美国手机市场老大，市场占有率一度超过50%。

但在2008年金融危机爆发后，德州仪器CEO理查德.谭普顿眼光短浅，当时居然把基带芯片部门卖了，为德州仪器后来在手机芯片市场的大溃败埋下苦果。

四、索尼传感器（日本）

创始人：日本东京为企业总部横跨数码、生活用品、娱乐领域的世界巨擘，其前身是“东京通信工业株式会社”。创立于1946年5月，擅长公关手腕的盛田昭夫与拥有技术研发背景的井深大共同创办，随后的经营团队由媒体娱乐出身的霍华德·斯金格与拥有技术研发资历的中钵良治共同领导。

公司国际化时，盛田昭夫感觉公司全名实在过于冗长，有碍国际化，想出能够像IBM那样好记又国际化的名称。决定用拉丁文的“Souns”（声音）、英文的“Sunney”（可爱的孩子）组合成“Sonny”，意思指以声音起家的可爱顽皮孩子。但“Sonny”在日文词汇里的发音是不吉祥的词汇，最后决定去掉其中一个字母“n”，“Sonny”变成了“Sony”，一个日式的英文名字。

索尼概述：索尼是日本一家全球知名的大型综合性跨国企业集团。索尼是世界视听、电子游戏、通讯产品和信息技术等领域的先导者，是世界最早便携式数码产品的开创者，是世界最大的电子产品制造商之一、世界电子游戏业三大巨头之一、美国好莱坞六大电影公司之一。其旗下品牌有Xperia，Walkman，Sony Music，哥伦比亚电影公司，PlayStation等。

荣誉：索尼曾经创造出神话般的辉煌历史。在2005年08月31日，Asian Integrated Media委托国际调查机构Syn-ovate在亚洲多个国家和地区进行的“2005亚洲1000名最佳品牌”中，索尼第2年蝉联第一品牌。在Harris Interactive于2006年7月12日所发布的调查中显示，索尼第7年蝉联美国第一最佳知名品牌。2010年亚洲品牌500强，索尼位列第一。

评价：值得一提的是，在手机相机传感器中高端市场，索尼几乎处于全球统治地位，几乎所有的旗舰手机都采用索尼的相机传感器。索尼曾经推出世界最小、实现4K分辨率、面向监控摄像头的CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器-IMX481。sony IMX481是类型为1/2.8的4K分辨率堆叠CMOS图像传感器。1.45平方微米的充足像素尺寸，再加上用于低噪声功能的最新像素技术，可改善弱光性能，使该传感器成为高端4K安防摄像机的理想选择。该图像传感器非常适合用于各种监控应用中的安全摄像机，比如防盗，灾难警报，交通监控系统或商业综合体。

索尼IMX377/378是一款跨界产品，被用在紧凑型相机(卡片机）以及手机中，而其隶属于索尼背照式传感器，其1.55μm大的单位像素尺寸在目前智能手机中十分抢眼，成像素质非常高，比如谷歌Pixel曾经在著名相机评测机构DXO的评分中取得了手机中的最高得分。

五、欧姆龙传感器（日本）

创始人：欧姆龙集团始创于1933年，立石一真先生在大阪建立了一个名为立石电机制作所的小型工厂，当时只有两名职员。公司在起步阶段除了生产定时器外，后来一度专门生产保护继电器。这两种产品的制造成为欧姆龙株式会社的起点。为了适应时代发展，在公司成立50周年纪念时，公司名称与品牌名称实现了统一，改为"欧姆龙株式会社"。

欧姆龙概述：欧姆龙集团率先研发生产了无触点接近开关，电子自动感应信号机，自动售货机，车站自动售检票系统，癌细胞自动诊断等一系列产品与设备系统，为社会的进步与提高人类的生活水平作出贡献的同时，欧姆龙集团迅速发展成长为全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商，掌握着世界领先的传感与控制核心技术。

荣誉：第七届中国自动化市场研讨会（2010 CAMRS）和第二届中国自动化经营管理论坛暨 gongkong2010自动化年度评选颁奖典礼中，欧姆龙一枝独秀，囊括6项大奖，充分证明在这过去的 2010年自动化市场欧姆龙所做出的傲人成绩。

评价：欧姆龙产品品种达几十万种，涉及工业自动化控制系统、电子元器件、汽车电子、社会系统以及健康医疗设备等广泛领域。欧姆龙集团曾经率先研发生产了无触点接近开关，电子自动感应信号机，自动售货机，车站自动售检票系统，癌细胞自动诊断等一系列产品与设备系统，，欧姆龙集团迅速发展成长为全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商，掌握着世界领先的传感与控制核心技术。

欧姆龙产品的优点十分突出，比如欧姆龙独有的核心生物传感技术，不但缩短了测量时间、提高测量舒适感的同时，更确保测量结果的准确性。

六、西克传感器（德国）

创始人：SICK成立于1946年，公司名称取自于公司创始人欧文·西克博士(Dr. Erwin Sick)的姓氏，总公司位于德国西南部的瓦尔德基尔希市(Waldkirch)。SICK已在全球建立了接近50个子公司和众多的销售机构,。

西克中国成立于1994年，为西克(SICK)在亚洲的重要分支机构之一。历经多年的发展与积累，已成为当地极具影响力的智能传感器解决方案供应商，产品广泛应用于各行各业，包括包装，食品饮料，机床，汽车，物流，交通，机场，钢铁，电子，纺织等行业。

西克公司概述：SICK是成立于1946年的企业，拥有50多家子公司和股权投资公司以及众多代理机构，足迹遍及世界各地。SICK传感器从工厂自动化到物流自动化再到过程自动化，SICK都是传感器领域内优异的生产商。作为技术及市场的领军人，SICK以其传感器和工业应用解决方案为安全有效地控制流程创造优异的基础，防止发生人身事故并且避免环境污染。

评价：SICK AG是传感器和分析仪器系统跨国制造商，是工业自动化领域的技术和市场佼佼者之一。SICK传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，比如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。

光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为SICK传感器传感器的进一步应用开创了新的一页。

值得一提的是，SICK传感器的质量十分可靠，光电开关，安全产品表现十分突出，汽车制造行业应用很广泛，历来是传感器里面的高端品牌，相比其他的传感器品牌，SICK传感器有些型号的价格要贵。

七、意法半导体传感器（意大利与法国）

创始人：意法半导体(ST)集团于1987年成立，是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。意法半导体是世界最大的半导体公司之一。

意法半导体公司概述： 意法公司销售收入在半导体工业第七大高速增长市场之间分布均衡(五大市场占2007年销售收入的百分比):通信(35%)，消费(17%)，计算机(16%)，汽车(16%)，工业(16%)。据最新的工业统计数据，意法半导体(STMicroelectronics)是全球第五大半导体厂商，在很多市场位居全球领先水平。比如意法半导体是世界第一大专用模拟芯片和电源转换芯片制造商，世界第一大工业半导体和机顶盒芯片供应商，而且在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。

意法半导体拥有世界上最强大的产品阵容，既有知识产权含量较高的专用产品，也有多领域的创新产品，比如分立器件、高性能微控制器、安全型智能卡芯片、微机电系统(MEMS)器件。

在移动多媒体、机顶盒和计算机外设等要求严格的应用领域，意法半导体是利用平台式设计方法开发复杂IC的开拓者，并不断对这种设计方法进行改进。意法半导体拥有比例均衡的产品组合，能够满足所有微电子用户的需求。全球战略客户的系统级芯片(SoC)项目均指定意法半导体为首选合作伙伴。

意法半导体在研发的投入上从未动摇过，被公认为半导体工业最具创新力的公司之一。制造工艺包括先进的CMOS逻辑(包括嵌入式存储器的衍生产品)、混合信号、模拟和功率制造工艺。在先进的CMOS领域，意法半导体将与IBM联盟合作开发下一代制造工艺，包括32nm 和 22nm CMOS工艺开发、设计实现技术和针对300mm晶圆制造的先进研究。

意法半导体在全球拥有一个巨大的晶圆前后工序制造网络(前工序指晶圆制造，后工序指组装、封装和测试)。公司正在向轻资金密集型制造战略转型。

意法半导体是世界上第一个认识到环境责任重要性的国际半导体公司之一，各地区公司因为表现卓越而荣获100多项奖励。

意法半导体为领先应用提供了业内最广泛的存储解决方案。意法半导体是非易失性存储器的主要供应商，包括:NOR和NAND 闪存。意法半导体为领先应用提供了业内最广泛的存储解决方案。意法半导体是非易失性存储器的主要供应商，包括:NOR和NAND 闪存。

意法半导体是世界领先的分立功率器件供应商之一，产品范围包含MOSFET (包括运用创新的MDmeshTM第二代技术的器件)、双极晶体管、IGBT、肖特基与超快速恢复双极工艺二极管、三端双向可控硅开关及保护器件。

评价：意法半导体是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。可以说意法半导体的产品无处不在，比如三星大屏幕智能手机Galaxy Note 20 Ultra采用了意法半导体多样化的传感技术，包括世界首个多区块直接ToF传感器，以及意法半导体MEMS传感器和EEPROM存储器，摄像头拍照性能极其优异。值得一提的是，意法半导体以噪声最低、功耗最低的传感器，配合最高质量的软件，能够确保出色的用户体验。

八、西门子传感器（德国）

创始人：1847年10月1日，维尔纳·冯·西门子(Ernst Werner von Siemens)在其发明的使用指针是来指出字母顺序而不是摩尔斯电码的电报技术基础上建立了公司。公司随后被称为Telegraphen-Bauanstalt von Siemens & Halske。1850年，创始人的弟弟，卡尔·威廉·西门子在伦敦设立代表处。十九世纪五十年代，公司参与了俄罗斯远距离电报网络的建设工作。

1855年，创始人的另一个弟弟卡尔·海因里希·冯·西门子在圣彼得堡建立了一个新的分支机构。

公司不断地成长并开始涉足电气列车和灯泡。1890年，创始人退休，把公司留给了他的弟弟卡尔·海因里希和两个儿子阿诺德·西门子(Arnold von Siemens)以及乔治·威廉·西门子。1897年，西门子和哈尔斯克(Halske)联合成立了公司S&H。1919年，S&H和其它两家公司共同成立了欧司朗灯泡公司。

西门子概述：德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的领先企业。西门子自1872年进入中国，140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的领先地位。

在自动化与控制领域，西门子是世界上最大的工业自动化以及楼宇科技领域的产品、系统、解决方案和服务的供应商。德国西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商之一，由于西门子所涉及的领域非常广泛，它是家用电器行业中的“大哥”， 从我们的日常家用电器，比如西门子电冰箱、洗衣机等。西门子公司在电气自动化领域以及数字领域所拥有的技术在全世界都是处于领先地位的。比如西门子系列PLC为例，它有S7-200 SMART、S7-1200、S7-300/400、S7-1500等系列PLC，这些西门子的PLC产品在工厂中使用的非常多

评价：西门子产品非常大，质量可靠性非常好。比如通讯IT产品——手机，路由器，交换机，电脑，电话机等；比如医疗类产品——X光机，CT机等家电类产品——冰箱等。再比如工业控制类产品：PLC，数控机床，低压电器，触摸屏等。软件类产品：UG等。设计软件轨道交通类产品：地铁，高铁等。高端控制芯片类：如汽车稳定系统，刹车系统等。

九、英飞凌传感器（德国）

创始人：英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立，是全球领先的半导体公司之一。其前身是西门子集团的半导体部门，于1999年独立，2000年上市。其中文名称为亿恒科技，2002年后更名为英飞凌科技。

英飞凌概述：总部位于德国Neubiberg的英飞凌科技股份公司，为现代社会的三大科技挑战领域--高能效、移动性和安全性提供半导体和系统解决方案。

Infineon 英飞凌专注于迎接现代社会的三大科技挑战: 高能效、 移动性和 安全性，为汽车和工业功率器件、芯片卡和安全应用提供半导体和系统解决方案。英飞凌的产品素以高可靠性、卓越质量和创新性著称，并在模拟和混合信号、射频、功率以及嵌入式控制装置领域掌握尖端技术。英飞凌的业务遍及全球，在美国加州苗必达、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构。2018财年(截止 2018年9 月 30 日)，公司在全球市场的总营收为75.99亿欧元。

值得一提的是，2020年4月16日英飞凌曾经宣布:已经完成总价值90亿欧元(合人民币693亿元)对Cypress赛普拉斯半导体公司的收购案，英飞凌成为全球十大半导体制造商之一。

英飞凌科技公司的业务遍及全球，在美国苗必达、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构，是全球领先的半导体公司之一。英飞凌平均每年投入销售额的17%用于研发，全球共拥有41,000项专利。

中国在英飞凌的全球战略中具有举足轻重的地位。

评价：胎压监测的重要性逐渐被人们所认识，比如美国(2005 年开始)、欧盟与日本(2012 年开始)、韩国(2013 年)及中国(2009 已完成草案)，这是继“安全带”与“第三煞车灯”外，另一个强制新车出厂前就必须加装的安全配件。值得一提的是，世界上生产胎压监测传感器芯片的厂家有英飞凌、飞思卡尔、GE。英飞凌是公认最好的胎压监测传感器芯片。

十、恩智浦传感器（荷兰）

创始人：荷兰恩智浦半导体(NXP Semiconductors)公司是全球前十大半导体公司，创立于2006年，先前由飞利浦于50多年前所创立。2019年10月，2019福布斯全球数字经济100强榜位列78位。

恩智浦公司概述：恩智浦提供半导体、系统解决方案和软体，为手机、个人媒体播放器、电视、机顶盒、辨识应用、汽车以及其他广泛的电子设备提供更优质的感官体验。恩智浦的产品技术与解决方案应用于以下五个市场领域:汽车电子、智能识别、家庭娱乐、手机及个人移动通信以及多重市场半导体，进而建立各大市场中的领导地位。

NXP是业界最丰富的多重市场半导体产品的供应商之一，产品包含从基础器件如计时器与放大器到可提升媒体处理、无线连接与宽带通信等功能复杂的芯片等。NXP Software 是一家完全独立的公司，同时也是一家提升移动电话视频、声频质量的软件解决方案领导供应商，它也是 Nexperia 合作伙伴计划的成员，因此客户可直接取得业界领先的 Nexperia 技术。

恩智浦的客户: 40家直接大客户营业额贡献率约为50%。主要客户包括:苹果、博世、大陆、 德菲尔、爱立信、诺基亚、诺基亚西门子网络、松下、飞利浦和三星。恩智浦半导体分销伙伴服务的客户有3万多家，国际分销商和大型经销商主要包括:Arrow、Avnet、Digi-Key、Future、Mouser、Edal、Premier Farnell和World Peace Group。

评价：恩智浦是车载雷达领域的领军企业。、恩智浦是第一家将77GHz RFCMOS雷达技术广泛运用于大批量生产的公司，也是突破性的S32汽车处理平台的开发商。无论是专注于L1-L3级自动驾驶的传统汽车制造商，还是开发自动驾驶出租车和安全运输应用以实现L4-L5级自动驾驶的“出行即服务”创新企业，雷达都属于高级驾驶辅助(ADAS)核心技术。恩智浦的全新雷达传感解决方案可以满足上述两种应用场景的要求，并提供专用优化方法，支持可扩展和设计重复使用，帮助汽车制造商满足不同品牌和车型组合的需求，进而可针对应用场景的性能要求灵活定制，减少了研发工作量，加快了产品上市速度。

东莞供电局研究者研制出一种新型局部放电特高频传感器

局部放电现象是电气设备绝缘材料劣化的主要表现形式，研究如何有效地检测局部放电信号以减少电力设备绝缘击穿事故的发生，对电力设备的安全运行具有重要意义。广东电网有限责任公司东莞供电局的何俊达、廖肇毅、陈冰心在2024年第一期《电气技术》上撰文，针对现有外置式局部放电传感器应用于上海思源气体绝缘全封闭组合电器（GIS）盆式绝缘子存在的问题，研制一种新型天线连接器（AC）型局部放电特高频传感器，并给出其结构设计。实验结果表明，本文设计的传感器的监测带宽、灵敏度等性能优良，能够有效提高局部放电检测的灵敏度，与常规外置式局部放电传感器相比，其检测强度提升了约30dB。

气体绝缘全封闭组合电器（gas insulated switchgear, GIS）主要由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等封闭组成，内部被充满一定压力的绝缘气体，在输电和配电系统中承担断路、隔离和接地等功能。

GIS中电场分布不均匀，局部电场强度过高导致绝缘体中局部范围内发生放电、击穿的情况叫做局部放电现象。引起局部放电现象的原因主要为绝缘缺陷，包括绝缘子表面金属污染物、悬浮电极等。短时存在的局部放电不会影响电气设备的绝缘性能，但长时间的局部放电会导致绝缘体局部损伤，甚至会在一定条件下击穿绝缘介质。局部放电是绝缘介质劣化的主要表现，对GIS进行定期局部放电带电检测能够了解设备的绝缘状况，并及时确定设备损坏程度，对电力设备的安全稳定运行具有重要意义。

上海思源GIS的盆式绝缘子在电气设备中广泛应用，该款盆式绝缘子的局部放电测试窗口尺寸为45mm×20mm，存在局部放电测试窗口长度较小的情况，只能无损辐射1 600MHz以上的特高频信号，该频段的特高频信号超过了GIS特高频局部放电在线监测装置的监测频带范围，造成特高频信号衰减快、监测装置监测灵敏度低、覆盖范围不足的问题。

针对该款GIS的结构特征，本文设计一种天线连接器（antenna connector, AC）型GIS局部放电特高频传感器，能在一定频段内实现可靠监测GIS内的局部放电信号，满足局部放电在线监测的有效性和覆盖范围要求，提高监测的可靠性和灵敏度。

1 局部放电测试窗口的特高频信号频率响应测试

1.1 实验场景设计

本文针对东莞某站220kV GIS开展特高频信号频率响应试验，测试对象为GIS主母线盆式绝缘子，其局部放电测试窗口尺寸为45mm×20mm。信号注入源设备为射频源，输出信号幅值为0dB、频率可任意调整的特高频信号。在1号盆式绝缘子的局部放电测试窗口，采用原有外置式特高频传感器耦合注入，并在相邻2号盆式绝缘子的局部放电测试窗口采用外置式特高频传感器接收信号。现场测试传感器布置如图1所示，频率衰减曲线如图2所示。

图1 现场测试传感器布置

图2 频率衰减曲线

1.2 数据分析

对上述特高频检测信号进行衰减分析可以看出，在1700MHz附近，长度45mm的局部放电测试窗口具有较好的频率响应特性。结合缝隙天线传播特性：只有波长小于缝隙天线波长的电磁波才能无损传播，即只有满足频率大于下限截止频率的电磁波信号才能从缝隙天线无损传播。因此，该款思源GIS盆式绝缘子局部放电测试窗口只能无损辐射出1600MHz以上的特高频信号。

然而，该频率下的信号衰减快，造成现有安装的GIS在线监测装置监测灵敏度低、覆盖范围不足，存在局部放电信号漏报的潜在风险，因此亟须根据该款GIS盆式绝缘子的结构特征，设计一种新型的GIS局部放电特高频传感器，以满足GIS局部放电在线监测灵敏度、有效性和覆盖范围的要求。

2 AC型传感器的设计

2.1 盆式绝缘子AC型传感器的结构设计

上海思源GIS的每个盆式绝缘子外部都带有金属铝环，预留长度较小的局部放电测试窗口，盆子靠近金属铝环附近有一个浇注在环氧树脂内的金属辅助电极，通过三个弹簧和螺钉连接到金属铝环上，螺钉对该位置进行密封。该辅助电极的作用是补偿或均匀静电分布，以及消除环氧材料和铝环之间可能存在的气穴的影响。

本文根据上述GIS盆式绝缘子的结构特征和金属辅助电极的特性，设计一种AC型局部放电特高频传感器。取辅助电极的一个接地点连接特高频传感器耦合电极，此时传感器、连接的辅助电极和金属屏蔽环结构组成一个特高频局部放电传感器，通过连接的传感器、金属辅助电极和金属屏蔽环形成特高频耦合天线耦合GIS内产生的特高频局部放电信号，通过传感器耦合特高频信号后将信号引出至GIS金属屏蔽环的外部，再通过三通接头实现特高频信号与同轴电缆的连接，同时三通的另一端加装过电压保护器，实现工频信号的接地和特高频信号的有效传输。

该款传感器适配所有相同尺寸结构的盆式绝缘子，在一定频段内能够有效检测设备内的局部放电信号，下限截止频率理论计算值可达400MHz，在GIS特高频局部放电在线监测装置检测频带要求的300～1500MHz范围内，而且感应本体不采用电阻、电容等电子器件，在安装过程中不会引起GIS电场畸变和危及本体安全。AC型传感器结构如图3所示，AC型传感器检测原理如图4所示。

2.2 盆式绝缘子AC型传感器的安装位置

上海思源GIS盆式绝缘子外部都带有金属铝环，预留3个接地的辅助电极螺钉，选取其中一个辅助电极的接地点作为特高频传感器的安装位置，AC型传感器安装示意图如图5所示。

图3 AC型传感器结构

图4 AC型传感器检测原理

图5 AC型传感器安装示意图

3 传感器性能测试

为了验证AC型传感器的频率响应特性和灵敏度，本文针对东莞某站220kV GIS展开与常规外置式传感器的频率响应特性、灵敏度和动态范围对比试验。

3.1 GIS填充氮气情况下的测试

对现场一段充氮气的分支母线，在右侧盆式绝缘子采用AC型传感器注入特高频信号，在左侧盆式绝缘子上安装一个AC型传感器并在局部放电测试窗口位置安装常规外置式传感器，测试现场如图6所示，测试数据见表1。

图6 测试现场

表1 AC型传感器和外置式传感器测试数据

对上述测试数据进行对比分析，在GIS充氮气的情况下，同一盆子上安装的AC型传感器信号幅值比原有外置式传感器信号幅值提升了约16dB，等同于提升了6.3倍的信号强度。

3.2 GIS填充SF 6 气体情况下的测试

对同一盆子进行信号注入和信号监测试验，在同一盆子安装2个AC型传感器，在盆子局部放电测试窗口安装常规外置式传感器，将AC-2传感器和常规外置式传感器信号接入特高频局部放电在线监测装置。同一盆子的传感器安试验信号源为射频信号发生器通过AC型传感器的耦合信号，信号幅值为0dBmW，通过AC-1传感器耦合注入信号，在600～1600MHz频率范围内，每隔100MHz选取一个测试频点，不同频率信号下 的性能比较见表2。

图7 同一盆子的传感器安装示意图

通过上述测试数据可知，在GIS充SF6气体的情况下，相对于原有外置式传感器，AC型传感器信号幅值可提升约30dB，灵敏度、频率响应特性均得到较大幅度的提升。

3.3 传感器平均有效高度测试

在检验规范DL/T 1432.4规定的吉赫兹横电磁波（gigahertz transverse electromagnetic, GTEM）小室测试条件下，分别对思源盆子局部放电测试窗口的常规外置式局部放电传感器与AC型传感器进行频率响应特性和平均有效高度试验，得到外置式传感器局部放电测试窗口有效高度曲线如图8所示，AC型传感器有效高度曲线如图9所示。

表2 不同频率信号下的性能比较

图8 外置式传感器局部放电测试窗口有效高度曲线

图9 AC型传感器有效高度曲线

通过上述测试数据可知，常规外置式传感器应用于局部放电测试窗口与AC型传感器应用的平均有效高度分别为1.8mm、11.3mm，说明本文设计的AC型传感器性能优于常规外置式传感器，满足DL/T 1498.4提出的平均有效高度应大于6mm的要求。

3.4 传感器脉冲重复率测试

将AC型传感器信号接入特高频局部放电在线监测装置，按照DL/T 1694.1要求进行脉冲重复率测试，实验结果表明本文设计的AC型传感器满足最大允许误差一般不超过±20%的要求。脉冲重复率测试结果见表3。

表3 脉冲重复率测试结果

4 结论

本文设计的新型GIS局部放电特高频传感器充分考虑了阻抗匹配、信号衰减、密封、绝缘与接地安全等基本要求，测试数据和工程应用效果表明，该款新型传感器能够有效提升特高频局部放电监测的灵敏度、频带范围、覆盖范围和可靠性，有利于更早地监测到GIS微弱的局部放电信号。

本工作成果发表在2024年第1期《电气技术》，论文标题为“一种新型局部放电特高频传感器性能分析”，作者为何俊达、廖肇毅、陈冰心。

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