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无论是飞驰的高铁，还是四五百吨的变压器，大国重器往往一直令人惊羡。首先从个头上，它给人以惊艳的感觉。而且单价往往也不低，一台100万千瓦的大锅炉，价值几个亿。
与此相比，传感器则是一个烦恼人的行业。作为一个被边缘化的元器件行业，它是大国装备的配件中的配件。尽管没有了它，大国重器很难动弹，但它天生就是一个配角之王，永远留在灯光之外。而要说到订单的特点，制造工艺大师也会一脸无奈，全球传感器有五万多个品种，一个工厂可能就需要生产几百个型号，而许多订单又往往都是以数千个计算，或者是只有数百个、数十个，甚至几个，典型的小批量、多品种。技术难度大，订单很复杂，价值很渺小，领域多繁杂，无疑传感器是一个苦差行业。
然而，中国制造总是要迎难而上，传感器公司需要选择自己的突破路径。

1/跷跷板上的艺术

编码器是控制部件上常用的一种反馈传感器，将物理量转化成电信号。用在运动控制、伺服电机、电主轴等部件上，实现对运动特性进行控制。应用市场非常广泛：如机床、物流、纺织、印包、机器人等。由于在机械上的深入使用，几乎独立成为一种产品门类。
以常见的工业母机为例，机床核心的大脑就是数控系统，它有三个基本单元：控制器、伺服系统和检测单元。而检测单元，正是要靠编码器之类决定测量精度的器件，它就像哨兵的眼睛，指到哪里，执行电机就会走到哪里。编码器，需要和伺服系统、控制器，都要有很好的参数配比要求。
编码器主要有两条技术路线，一个是德国，一个是日本。编码器早在德国机床上使用，海德汉正是代表性品牌。日本也有一套技术方案，以多摩川为代表。一个高端、一个中端，二者牢牢地把控着市场。欧美其他厂家和中国厂家则采用了介于这两者之间的技术路线和体系架构。而海德汉、多摩川，则是中国编码器市场上的两座山。
宜科和中国出货量最大的数控系统厂商广州数控，有着十多年的密切合作，从而可以使得产品工艺不断优化。随着广州数控的不断升级，编码器也在升级，从增量型，走向绝对值。增量型编码器容易有累积误差，而且有上限精度的限制。而绝对值多圈编码器，则可以达到精确到达位置。这就需要对客户需求进行解析，寻找差异化方案的验证。
编码器的制作，主要体现在制造工艺的复杂性。如信号生成和处理的芯片，码盘都需要进口；而制造商则需要自己设计电路，将芯片的应用方案，解析成产品，然后通过合适的工艺来完成制造。编码器的组成部分，主要包括发光管，码盘和接收器等。这三者的距离，都是有紧密的耦合关系。这之间的距离控制，并没有一个明确的标准。全靠反复的测试，对数据分析，才能找到距离的优值。
这是一个机电光的紧密结合，机械部分要适应高速、高温度的条件下，仍然保持机械精度、材质的选择、部件加工的加工控制。而光学设计则都需要做试验，这一块必须正向做试验。因为国外进口的光学码盘，都是加密的，就像一个密码，外部看不出来眉目，无法逆向研发。而电气部分，尤其是总线式编码器，需要各种总线协议的接口。而后，则需要将这三个部分，装配起来，并且保证精度。
这是一个连锁性的突围，高端机床会带动高档数控系统的需求；然后到编码器的升级，进一步带动蚀刻机装备的发展。而要真正看一个国产化示范的项目，要从国产设备，下沉到国产数控，再到国产编码器，至少三层皮，才算是切到了国产化的全部脉动。这是一个漫长的过程。

4/四处去突围
传感器无处不在，每个领域每个行业，都需要厂商去拼刺刀，硬核突破，而很难做到全面突围。这需要每个传感器厂家，都能找到自己的绝活。
在环卫车上能够抵抗瞬时大电流和腐蚀的传感器，也都是痛点所在。由于市场太小，国外传感器有时候并不愿意定制，这也给国产品牌商留下了巴掌大的机会。而每一个机会，都需要全力而为。
传感器的许多使用环境都非常恶劣。例如用于机器人的防火花喷溅的传感器，既是易损耗品，又处于环境恶劣之地。电流焊接过程中，电火花属于强电强磁，产生交变磁场，在点焊时候能达到1.2万安培以上，要求传感器的抗干扰能力很强。而用于汽车焊接领域的夹紧气缸的一家德国生产厂家，正在将德国传感器品牌，切换成国产品牌。这是一个良好的开端。
机床加工，会产生大量热量，对普通的电感传感器有很大的干扰。这种执行限位传感器，一般采用焊接和组件封装的方式，前塞、金属外壳的膨胀系数不同，往往会导致传感器发生性能失效。值得一提的是机床用的润滑油。跟水的性质不同，润滑油的渗透率很强，往往会渗入电路板，造成传感器故障。而今，传感器经过一体化的设计，不再采用焊接方式就解决了高密封性和膨胀系数的问题。可以看到，这些都不是技术难度，而是工艺悟性。而重要的就是电路优化处理和制造工艺，保证一致性。传感器虽小，但它却是制造能力的一把标尺。传感器工作原理及应用分享

5/小记：从集成创新走向器件创新
中国的大装备取得了令人瞩目的发展，例如振华港机、二重集团的1000MW核承压设备等。然而，如果缺乏对零部件的关注，许多集成商很容易沦为核心器件商的打工者。这种现象也发生在欧洲，德国。很多系统集成商的市场份额正在下滑，而零部件厂商的市场份额则在上升。
中国需要从集成创新，走向器件创新的时代。而国内鼓励国产货的大气候也在变好。汽车行业为明显，以前合资工厂的电控系统，设计方案都是国外定制，几乎无法改动。而现在中国决策的自主权变大，国内产品也有了更大的余度。无论是产线上的改进，还是零部件的选配，都有了新的机会。
传感器工作原理及应用分享
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