图：此报告前后共计20余为专家参与编撰，以上为部分核心参与人员
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为什么要向德国学？
报告大纲及要点亮点摘录
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数字经济和社会——利用数字化的机遇促进德国繁荣； -
可持续经营——生产和消费时注重能源和资源节约、环境可持续性和社会相容性； -
创新的工作环境——有创意的想法和经济创新是现代工作环境的基础； -
健康的生活方式——研究积极自主的生活方式； -
智慧出行——交通基础设施能够高效的协同运行； -
公民安全——实现复杂系统和基础设施顺畅交互，同时隐私得到保护。
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MEMS传感器的应用范围继续扩大（第 C 2 章）； -
除机械变量外，化学变量的测量和气体传感器的研发越来越多，包括向多功能传感器的过渡，实现在一个传感元件上同时测量物理、化学或生物变量（第 B 3 章）； -
通过微纳米集成以及进一步缩小传感器尺寸，以达到全新的物理测量效果； -
非接触式传感器的使用越来越多（第 B 2 章）； -
当前主要使用的传感器材料为硅，除此之外，在结构集成中还会将陶瓷和聚合物薄膜作为硅的替代品（第 C 3 章）； -
加强传感器电子设备的功能一体化：除了模拟信号采集之外，还包括数字信息处理和信息获取，趋势分析，自监控，自适应（第 C 4 和 C 5 章）； -
在测量过程中使用更多高温传感器和非接触式测量原理实现直接过程耦合； -
使用电阻或压阻薄膜传感器阵列、光学法、阻抗频谱法和超声原理采集平面或空间分布式测量数据； -
使用新的测量原理以及高敏感的薄膜磁敏原理，如基于光子相互作用的磁阻和光学测量原理； -
向无线通信传感器的转变以及对接安全的全域网络（第 C 4，C 6 章）； -
使用能量自给的传感器，如通过能源收集方式（第 C 4 章）； -
将可再现系统模型作为虚拟传感器，使用易获取或已采集的测量变量计算不易采集的测量变量； -
在集成传感电子设备中使用高精度估测滤波器能更好的处理模糊信号。
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电磁测量变量：第 B 2.1 章磁阻传感器，非接触式空间分辨电导率测量，高灵敏度磁强计，非接触式空间分辨介电特性测量的超宽带传感器； 报告举例称，比如近年来热门的用于检测极弱磁场的超导量子干涉仪（SQUIDs），广泛用于监测由深矿床造成的地球磁场扭曲，掩埋考古遗址的磁信号或者与生命体征相关的信号，以及等在材料检测中确定导体的裂纹和其它材料缺陷，或于医疗应用中探测磁性纳米微粒等。其技术升级思路是，通过将SQUIDs传感器连接成阵列形式、每个SQUID环路的大小不一，可构成超导量子干涉滤波器（SQIF），能够自由调节传感器灵敏度，且可以对磁通量密度进行绝对测量。 -
机械测量变量：第 B 2.2 章预防性维护（状态监测）和架空电线监测传感器系统； 机械测量方向的研发重点亮点纷呈。比如通过使用纳米技术，可以发掘出新型传感效应，包括用于检测位置形状的单个传感器空间分布以及增加测量点数量。尤为重要的是，微纳米集成将扩大传感器功能范围，如提高误差修正、自诊断和自补偿、自适应具体的测量条件以及低成本封装和与数字环境的安全联网。
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光学测量变量：第 B 2.3 章高温测量—非接触式温度测量和图像分辨式颜色测量系统； 21 世纪，光子学将实现工业应用的遍地开花。在对光学测量的研究、开发中，主要分为两大方向，即确定光学测量变量本身参数；以及使用光学测量方法测量任意参数。 第二种情况具体将包括使用光子变量测量国际单位体系中非光学基础测量变量，如长度、质量、时间、电流强度、温度和物质量以及由此推导出的测量变量。比如，目前全球最精确国家计时测量标准使用的是原子钟，但是，光子钟可比它精确 100 倍，是下一代计时的最优选。需要特别指出，光子测量装置的特点通常是通过图像获得测量数值（初始变量），因此在测量中，图像处理就起到了至关重要的作用。
图：光子光度测量变量
- 医疗测量变量：第 B 3.1 章按需通风控制，第 3.2 章化学测量变量和医疗微传感器，医疗测量变量。化学传感器和测量系统领域的研究趋势多种多样，包括功能性涂层、换能器、动态运行等。报告指出，各技术在应用中组合使用才有可能取得成功：比如通过换能器实现的功能涂层测量系统、控制和测量信号的电子元件、信号处理以及 AVT 的完美匹配，才能成功构建化学传感器系统。
图：神经假肢框形图——带双向信息传输以及用于测试植入物功能的传感器
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第C 2 章详细描述了 MEMS 技术及其产品示例，以及该技术遇到的机遇和问题。 -
第 C 3 章中，描述了不同技术解决方案中的组装和连接技术以及壳体问题，涵盖电路板集成、Molden，以及晶圆级的封装。 印刷电路板集成在这里起着重要的作用（第 C 3.1.3 章），可以通过不同的模具技术完成传感器和相关触点的封装。通过晶圆级封装可以实现特殊硅基传感器的封装（第 C 3.1.5 章）。还将进一步优化基于电路板的评估电子器件传感器的集成（第 C 3.2.2 章）。如第 C 3.3 章所述，通过印刷技术将传感器、电子元件和电路板集成在柔性聚合物薄膜上，也可以带来降低成本的新机会。
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由于微电子技术的能力不断增强和特定的硬件及软件方案，出现性能不断提高的“智能传感器”，如第 C 4 章中所述。 其中包括信号处理和数字化、微控制器和 DSP 的使用、各种外围模块和数据存储器（第 C 4.2 章）。对此使用的软件（第 C 4.2.3 章）、操作系统和通信（第C 4.2.6 章）有很大的不同。无线能量自给式传感器系统、网络以及能量收集越来越重要（第 C 4.2.9 章）。
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自我诊断、自我校准以及故障的发生或者检测，属于第 C 5 章中讨论的内容，以磁传感器（第 C 5.1.2 章）和自我监测执行器（第 C 5.2 章）为例对此进行了解释。 · 传感器自适应，即测量范围和工作频率范围与相应测量条件的最佳匹配； · 纠正系统传感器误差和减少随机误差，例如通过最佳滤波器或者自适应滤波器； · 传感器自校准，例如通过生成参考变量来调整测量链； · 采取传感器故障检测、故障诊断和重新配置的方法及流程，从而确保传感器容错。 -
在第 C 6 章中概述了工业中增加使用物联网的方案，其中介绍了传感器技术的通信和系统集成的方案，预期传感器集成到数字环境中将带来重大变化： · 传感器嵌入数字环境：Cyber Physical Systems（CPS，第 C 6 章）； · 集成到流程和生产自动化中； · 在现场实施“物联网”、“普适传感”（实时测量数据的随时可用性）、现场以太网。
以上的研究来自于德国传感器与测量技术协会（AMA协会）组织编写的《传感器技术趋势2022》，这本研究报告介绍了未来传感器行业的趋势、机遇和威胁，并且描述了如何通过行业研究合作。本研究报告为传感器行业中长期发展提供前瞻性的视角，这一视角基于核心的专业知识，本报告将这些专业知识结构化整合并有系统地呈现，是一份优质的产业研究报告，对国内的传感从业者有非常大的参考价值，SENSOR宝看完觉得非常有必要分享给大家（以下是全册目录）。
- 此研究报告的目标群体是行业决策人、研发人员和市场专家，同时也会为初创企业提供建议。
- 此研究报告为传感器行业中长期发展提供前瞻性的视角，报告汇集了传感器和测量技术领域专家的经验，这些经验汲取于专家的授课课程、研讨会、自主研发项目以及与行业合作伙伴的访谈。
- 此外，为了使读者对传感器的未来发展趋势有更直观的了解，本报告也总结了几种新型传感器的应用。
关于传感器与测量技术协会(AMA协会)：
AMA协会由1980年成立的“测量值转换器工作组”和14家中小型传感器公司联合发展而成。1992年，更名为“AMA传感器技术专业协会”（AMA Fachverband für Sensorik e.V.）。考虑到测量技术的重要性，该协会于2013年更名为“传感器与测量技术协会（AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V.）。现在AMA协会约有480名会员。AMA协会被公认为德国传感器技术和测量技术行业的代表。由于传感器和测量行业涉及的应用领域广泛，技术要求高，因此该行业有着应用丰富多样性的特点。该行业特点对产品数量、价格、使用的传感器技术、封装、电气和机械接口产生影响。
AMA举办的纽伦堡专业博览会SENSOR + TEST和SNSOR CHINA同为全球领先的传感器展之一。
