2020 年中國傳感器市場研究報告

傳感器簡介

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現自動檢測和自動控制的首要環節，如圖1所示。


其中，根據測量物理量種類不同，可以分為壓力傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器等。按照原理可以分為振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。按照輸出信號可以分為模擬式傳感器，數字式傳感器和開關傳感器。

由于傳感器分類方式眾多，且不同方式間分類出來的產品互有重復。因此，此次報告的分類方式將與各個生產廠商保持一致，以市場的分類方式為主進行分類。

傳感器分類

此次報告主要專注于工廠自動化所需要的工業傳感器類型，其主要分成如下幾個類別：

1.光電類傳感器：光電開關+光纖傳感器

光電開關：它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。安防系統中常見的光電開關煙霧報警器，工業中經常用它來記數機械臂的運動次數。

光纖傳感器：是隨著光導纖維實用化和光通信技術的發展而形成的一門嶄新的技術。光纖傳感器與傳統的各類傳感器相比有許多特點，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，絕緣性好，結構簡單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便于實現遙測等。

2.接近開關

接近開關：它除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計數器、變頻脈沖發生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。

3.限位開關(行程開關)

限位開關：是一種常用的小電流主令電器。利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。通常，這類開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。

4.安全傳感器：(安全光幕，安全開關，安全掃描儀)

安全光幕：經過安全認證的光幕產品，由兩部分組成。

投光器發射出調制的紅外光，由受光器接收，形成了一個保護網，當是有物體進入保護網，當從中有光線被物體擋住， 通過內部控制線路，受光器電路馬上作出反應，即在輸出部分輸出一個信號用于機床如沖床，壓力機等緊急剎車。

安全開關：在接近帶電部分之前斷開電源的器件，可在所有安全條件得到滿足以前防止人員進入危險區域。安全開關防塵防水，抗震性強，使用壽命長，適用于標準機械工程及衛生要求嚴格的領域。

安全掃描儀：掃描儀根據激光從物體上彈開并返回到該裝置所需的時間來計算位置。主要在AGV自動小車上實現防撞的功能。

5.RFID傳感器

RFID傳感器：RFID技術的原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數據通信，達到識別目標的目的。而在工業自動化中RFID技術常用作信息的讀取及寫入，通過RFID讀取器及RFID標簽可以實現物料追溯的功能。

6.視覺傳感器

視覺傳感器：是指通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理，來計算對象物的特征量(面積、重心、長度、位置等)，并輸出數據和判斷結果的傳感器。在生產現場，通過采用視覺傳感器檢測零部件，可避免次品外流。視覺傳感器主要由捕捉檢查對象物體(拍攝)用的攝像頭、處理圖像的控制器及軟件部分組成。通過攝像頭捕捉圖像信息，檢測拍攝對象的數量、位置關系、形狀等特點，用于判斷產品是否合格或將檢驗數據傳送給機器人等其它生產設備。

7.編碼器

編碼器：是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。8.壓力傳感器

壓力傳感器：是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。

9.位移傳感器

位移傳感器：通過非接觸的方式，精確檢測出被測物體的位移，在生產過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。產品主要包括直線位移傳感器，激光位移傳感器。

傳感器的市場概況，如圖2所示


傳感器整體市場2019年增速有所下降，預計未來幾年增速將穩定上升。

在目標傳感器中，視覺傳感器及壓力傳感器市場規模最大，預計未來兩年內仍將占據主要地位。光電傳感器及接近傳感器近兩年的變化趨勢較為類似，為簡單的通用類產品。RFID及限位開關整體市場規模較小，RFID產品發展歷史較短，預計未來市場規模將保持穩定增長;限位開關發展歷史久，目前整體市場規模趨于穩定，未來增長有限，如圖3 所示。

視覺傳感器未來增長向好，受益于其能滿足功能較為全面，未來會逐步替換一些位移傳感器，接近開關等產品的市場，另外應用場景的增多也是其增長的原因。

壓力傳感器主要運用在過程自動化中，受益于過程自動化整體行業增長，壓力傳感器增長較為穩定。

光電傳感器與壓力傳感器2019年保持持平，增長幅度小，主要原因是汽車行業等的下滑造成的需求端下滑，國產廠商的低價產品慢慢開始跟外資產品進行競爭，整體市場增長有限。

位移傳感器增長穩定，受到電子行業日趨嚴格的行業要求，部分電子廠商選擇使用位移傳感器來替換傳統的光電開關或者接近開關來提高產品的良率，帶來了應用的量的增長。


安全類傳感器增長穩定，國內生產廠商對安全類產品的重視度在不斷提升，同時國產廠商也在大力研發安全類產品，預計未來兩年增長穩定。

RFID產品未來增長較快，因為工業4.0而使得數據追溯功能在生產過程中的重要度有所提升，另外RFID的應用場景增多也帶來了應用量的增長。

傳感器的細分產品市場表現

A.光電傳感器

A-1光電傳感器產品簡介

此次報告定義的光電類傳感器包括2個部分：1. 光電開關; 2. 光纖傳感器。

光電開關：它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射， 由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。安防系統中常見的光電開關煙霧報警器，工業中經常用它來記數機械臂的運動次數。

光纖傳感器：是隨著光導纖維實用化和光通信技術的發

展而形成的一門嶄新的技術。光纖傳感器與傳統的各類傳感器相比有許多特點，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，絕緣性好，結構簡單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便于實現遙測等。

A-2光電傳感器的市場概況，如圖4所示


光電傳感器整體市場于2019年保持持平，原因之一是中美貿易戰對汽車等行業影響較大，下游客戶產量有所下降， 整體來說對傳感器的需求量有所降低;其次是經濟下行壓力加大，終端客戶對成本的敏感度有所提升，反映到生產廠商表現為經濟型產品銷量上升較快，單品的銷售價格有所下降。

B.接近傳感器

B-1接近傳感器產品簡介

產品定義：接近開關是一種無需與運動部件進行機械直接接觸而可以操作的位置開關，當物體接近開關的感應面到動作距離時，不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關動作，從而驅動直流電器或給計算機(PLC)裝置提供控制指令。接近開關是種開關型傳感器(即無觸點開關)，它既有行程開關、微動開關的特性，同時具有傳感性能，且動作可靠，性能穩定，頻率響應快，應用壽命長，抗干擾能力強等特點。產品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。

B-2接近傳感器的市場概況，如圖5所示


接近開關在2019年保持持平，作為通用類型產品接近開關應用范圍廣泛，涉及到的下游行業眾多，因此市場增速受到整體經濟環境的影響。相對光電開關來說對環境要求沒那么嚴格，因此很多下游行業如機床，橡塑機械有大量使用接近開關，而這些行業在2019年的發展相對來說發展一般，也使得接近開關增長較低。

另外值得關注的是，隨著各行業頭部客戶廠商對精度要求越來越高，已開始使用位移傳感器或者視覺類傳感器來替代簡單的光電開關及接近開關，如三一重工已經有使用位移傳感器來替換重型機械上的接近開關，這也使得光電開關和接近開關在未來將承受更多的增長壓力。

C.視覺傳感器

C-1視覺傳感器產品簡介

本次報告關注的視覺產品為工業相機，智能相機及讀碼器。

由于視覺傳感器一般會搭配著軟件進行使用，因此本篇報告涉及到的視覺傳感器數據皆包括了軟件在內。

視覺傳感器：是指通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理，來計算對象物的特征量(面積、重心、長度、位置等)，并輸出數據和判斷結果的傳感器。在生產現場，通過采用視覺傳感器檢測零部件，可避免次品外流。視覺傳感器主要由捕捉檢查對象物體(拍攝)用的攝像頭、處理圖像的控制器及軟件部分組成。通過攝像頭捕捉圖像信息，檢測拍攝對象的數量、位置關系、形狀等特點，用于判斷產品是否合格或將檢驗數據傳送給機器人等其它生產設備。

視覺傳感器是整個機器視覺系統信息的直接來源，主要由一個或者兩個圖形傳感器組成，有時還要配以光投射器及其他輔助設備。視覺傳感器的主要功能是獲取足夠的機器視覺系統要處理的最原始圖像。

從應用來區分可分為4個部分：G IG I(G A U G E, INSPECTION, GUIDE, IDENTIFICATION)，分別是：測量(GAUGE)，主要是用在測量零部件尺寸是否合格;檢測(INSPECTION)，主要用于檢測是否各個部件都是正常有序的安裝起來了;引導(GUIDE)可用于無序抓取，對特定物品進行識別及引導;識別(IDENTIFICATION)，主要運用于讀碼器對一維碼，二維碼的識別，也可用于數字等信息的識別。

C-2視覺傳感器的市場概況，如圖6所示


視覺傳感器2019年增速相對2018年來說進一步下降， 前五年的井噴式發展經過冷卻后已達到一個相對穩定的狀態，主要下游行業增長不大甚至出現負增長，但由于其功能較多，同時也不斷的開發新的應用場景，視覺傳感器還是具備相對較高的增速。

目前視覺傳感器技術成熟度相對來說還不是很高，未來發展前景較為看好。現階段視覺傳感器很容易受到光線及環境的影響，因此在很多室外環境中都無法使用，即便是室內，對光線及環境也有一定的要求。預計未來視覺類傳感器隨著技術越來越成熟，將成為工廠自動化使用最為廣泛的傳感器類型。

D.RFID

D-1 RFID傳感器產品簡介

本次報告關注的RFID包含了高頻RFID和外資廠商的高端超高頻RFID產品RFID傳感器：RFID技術的原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數據通信，達到識別目標的目的。而在工業自動化中RFID技術常用作信息的讀取及寫入，通過RFID讀取器及RFID標簽可以實現物料追溯的功能。

無線射頻識別即射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)，是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫，從而達到識別目標和數據交換的目的，被認為是21世紀最具發展潛力的信息技術之一。

RFID產品可以簡單分為三類，低頻，高頻和超高頻產品，其中低頻RFID主要使用在汽車的一些生產線，因為低頻RFID標簽可以嵌在金屬體里，但是價格較高，因此只有少數工業自動化廠商會使用低頻產品;高頻RFID產品現在在工業自動化中較為常見，主要使用在輸送線中。高頻RFID產品的特點為檢驗距離較短，大概10公分左右，每次只能檢測一個標簽，相對于低頻產品跟超高頻產品來說性價比較高;超高頻產品的特點為檢驗距離較長，可以做到幾米甚至幾十米， 而且可以同時檢測多個標簽，如倍加福已經可以做到最高200個標簽同時檢測。

現在高頻產品主要是外資廠商在生產銷售，而超高頻產品國產廠商已經開始逐漸占據該市場。

D-2 RFID傳感器的市場概況，如圖7所示


RFID產品在2019年也受到了汽車行業影響，增速有所下降。相對于其他位置類傳感器來說，RFID增長一直保持穩定。隨著自動化的普及，不光是工廠自動化領域，過程自動化也開始使用RFID產品，如水處理、食品飲料行業已有部分廠商使用RFID產品進行物料的記錄及追溯，預計未來在經濟大環境下行的壓力下RFID仍將保持一個較高的增長。