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MEMS 传感器综合指南

2024-08-25

MEMS 传感器是最先进的微型设备,能够以令人难以置信的精度测量物理量来改变行业。


MEMS 技术使高度集成的系统能够开发出来,这些系统可以监控过程性能并为制造工厂的自动化控制系统提供必要的反馈,更不用说它通过精确测量储罐和管道内的压力来确保安全,从而减轻潜在危险。


让我们更深入地研究 MEMS 传感器的迷人世界,提高生产率和降低成本,阐明它们的工作原理、应用以及它们在工业领域的重要作用。


什么是 MEMS 传感器?

MEMS 传感器是用于测量压力、温度、加速度和磁场等物理量的微型设备。


微机电系统 (MEMS) 传感器广泛应用于从医疗到汽车系统的各种应用,并且具有坚固的机械外壳,可承受恶劣的环境条件。


ESCP-MIS2 传感器采用 ES Systems 电容式 MEMS 传感器,该传感器采用 ES Systems 独有的 SOI 微加工 TM30 工艺制造,用于绝对电容式压力传感器,可承受 -20 的温度范围oC 至 +85oC.


MEMS 传感器由电子和机械元件组成。微电子元件处理数据的传感和处理,而机械部件提供物理反馈——这种组合使 MEMS 传感器体积小、可靠且经济高效


MEMS 传感器有什么作用?

MEMS设备,尤其是MEMS压力传感器已成为不可或缺的工业工具,可在封闭系统中进行测量或监测大气条件的变化。


什么是MEMS技术?

近年来,MEMS 技术极大地改变了制造和设计实践。


微加工和纳米技术相结合,形成了一种方法,可以制造出具有机械和电气元件的小型设备,可用于从医疗应用到消费电子产品等行业,使我们能够利用其小尺寸和高精度来制造更高效的产品。


MEMS 制造使用光学、蚀刻、沉积和粘合等工具来制造微米级结构,用于各个行业。工程师现在可以使用 MEMS 制造技术,这为多个领域的创新和进步提供了无限的机会。



MEMS 传感器有哪些流行的示例?

查看当前可用的一些不同类型的 MEMS 传感器以及如何在各种情况下使用它们。


MEMS压力传感器:MEMS压力传感器通常用于工业自动化系统、汽车系统和医疗设备,用于测量和监测储罐或管道等封闭系统中的压力。

MEMS 加速度计:这些加速度计用于航空航天、汽车和消费电子产品,用于测量加速度、倾斜、振动和运动,以提供运动检测和稳定性控制功能。

MEMS 陀螺仪:广泛用于导航系统、无人机和虚拟现实设备,以高精度测量角速度和方向。

MEMS 温度传感器:这些温度传感器用于暖通空调系统、工业过程和医疗设备,以监测和调节温度以实现最佳性能和安全性。

MEMS 麦克风:MEMS 麦克风可以在智能手机、可穿戴设备和音频系统中找到,用于捕获声波并将其转换为电信号,以实现清晰的音频再现。

MEMS 气体/流量传感器:这些传感器广泛用于环境监测、医疗设备开发、汽车排放控制系统和工业安全系统,以检测和测量各种气体或流体流量,以确保质量和安全标准得到维护。

MEMS 压力传感器如何工作?

简而言之,MEMS 传感器在其表面受到力时检测电阻或电容的变化。


更具体地说,它的特点是在两个电容板之间悬浮质量,当倾斜时会产生电位差,从而导致电容变化。


然后,电容变化可以转换为电信号,与其连接的设备可以识别和理解电信号。


让我们来看看 MEMS 传感器的工作原理:


传感元件:每个 MEMS 压力传感器的核心是其传感元件——由隔膜和固定电极组成。隔膜就像一个柔性的薄膜,会根据压力施加而变形。

电容变化:当压力施加到隔膜上时,其偏转会导致隔膜与固定电极之间的距离变化;这些变化会改变电路组件之间的电容。

将电容变化转换为电信号:转换后,电容的变化通过设计为与施加压力相对应的传感器转换为电信号。

信号解释:MEMS压力传感器产生的电信号被发送到电子电路进行解释和处理,电子电路可以根据其设计要求输出模拟或数字输出。

输出表示:解释后,信号将被进一步处理以准确表示压力测量值。然后,它可以显示在数字屏幕上或记录到数据记录器中,以备将来用于各种工业用途的控制和自动化应用。

MEMS 压力传感器已迅速成为不可或缺的“工具”,即使在极端条件下也能提供准确的读数。


MEMS 压力传感器利用隔膜偏转引起的电容变化来提供精确的压力测量,其体积小、灵敏度高以及在恶劣环境中运行的能力使其成为汽车、航空航天、医疗和工业自动化等行业的宝贵设备。


MEMS传感器制造及在工业领域的应用


当今工业中的主要MEMS压力传感器应用是什么?

MEMS 技术已成为工业过程中越来越重要的组成部分。


MEMS 技术使高度集成的系统能够创建,以测量、控制和监控一系列过程和作,从而准确测量压力、温度、加速度和流速等物理参数,这些参数在工业环境中都至关重要。用于测量这些因素的是 MEMS 传感器,例如,这些应用可能包括:


监控制造工厂的工艺性能

为自动化控制系统提供反馈

为安全起见测量储罐和管道压力

使用先进的自动化技术建立智能工厂,提高生产力,同时降低成本等

关于 MEMS 传感器的终想法

随着工程和技术的不断进步,MEMS 传感器已证明自己是变革性工具,为行业提供精度和效率。