從編碼器市場上來看,雖然社會各界都有發(fā)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(jù)著70%的市場份額。然而,這并不表示增量型編碼器發(fā)展前景良好,而是其成本低廉,適用于大多數(shù)要求精度不高工控場合的原因。增量型編碼器雖然技術(shù)穩(wěn)定性高,但這也是因為其技術(shù)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)市場。
那為何還是要以相對發(fā)展較難的絕對值編碼器為核心呢?那就是因為未來的工業(yè)發(fā)展需要高精度的傳感器。
在鋰電池行業(yè)中,磷酸鐵鋰電池雖然以低成本以及其穩(wěn)定性占據(jù)著當(dāng)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(fā)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(yè)物聯(lián)網(wǎng)中,現(xiàn)場設(shè)備層提倡機器換人,在控制層提倡人機結(jié)合。在數(shù)據(jù)傳輸以及反饋中,是必須要保證數(shù)據(jù)的及時傳輸以及高準(zhǔn)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(yīng)未來智能生產(chǎn)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(yīng)大多極端場合,但這些都是可以從技術(shù)上進(jìn)行人工避免。其能夠自我誤差修正,提供電機準(zhǔn)確位置信息等優(yōu)點自然就成為了未來物聯(lián)網(wǎng)傳感器的發(fā)展核心。
不管對于傳感器整體還是對于編碼器來說,對于未來的發(fā)展方向,業(yè)界人士都統(tǒng)一指出了小型化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,集成化以及低成本的要求。
小型化:顧名思義,現(xiàn)如今工業(yè)領(lǐng)域要求編碼器等傳感器的體積更小,能夠在更小的位置發(fā)揮作用。
網(wǎng)絡(luò)化:編碼器等傳感器所輸出的信號能夠精確、安全地傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。
智能化:能夠自我進(jìn)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?shù)叫畔⑻幚?、診斷控制等多功能化。
編碼器或者傳感器作為工業(yè)中的上游產(chǎn)品,一直以來的作用都是某種產(chǎn)業(yè)的鋪墊,必須要和其他部件配套使用才能發(fā)揮其價值,在這種狀況下,編碼器的發(fā)展必定會受到其他行業(yè)產(chǎn)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(fā)展,同時也是讓傳感器能夠獨立成為發(fā)展核心的一環(huán),這就會說到編碼器以及傳感器未來的發(fā)展?fàn)顩r。
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(jù),而高端市場,就會被上圖中的芯片所占據(jù),這就是——MEMS(微機電系統(tǒng))。
MEMS簡單來說就是將傳統(tǒng)傳感器的機械部件微型化后,和其他元件如微執(zhí)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(jù)不同的工控場合進(jìn)行任意元件的組合,而典型的MEMS系統(tǒng)如下圖所示:
傳統(tǒng)的MEMS系統(tǒng)由傳感器、信息處理單元、執(zhí)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(jìn)行傳輸,最后再通過執(zhí)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(fā)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(yīng)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(tǒng)用來加工IC芯片,而如今我國的航天行業(yè)中也在使用微電機和微開關(guān)等組合的MEMS執(zhí)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(yè)限制的MEMS系統(tǒng)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(tǒng)是一個新興行業(yè),離批量生產(chǎn)和形成市場還有一定的時間。其實不然,MEMS作為半導(dǎo)體技術(shù)衍生而來的工藝品,早在40年前國外就開始了相關(guān)的研發(fā),發(fā)展到如今已經(jīng)有一定程度上普及到了民用生活中。再有MEMS系統(tǒng)是鑲嵌在硅晶片上的產(chǎn)品,可以像電路板一樣批量生產(chǎn)再進(jìn)行切割,不管是能耗還是生產(chǎn)時間上都比傳統(tǒng)的傳感器優(yōu)秀許多。國內(nèi)近年來也倡導(dǎo)大力研發(fā)MEMS系統(tǒng),無奈相關(guān)技術(shù)水平和國外相比還相差甚遠(yuǎn)。而未來龐大的國內(nèi)MEMS市場是被國外企業(yè)所壟斷還是國產(chǎn)化成功,現(xiàn)在還不能一概而論,我們也將拭目以待。
(來源:艾而特)