MEMS 传感器工作及其应用
术语MEMS代表微机电系统。这些是一组器件,这些器件的特性可以通过它们的微小尺寸和设计模式来完成。这些传感器的设计可以使用 1-100 微米的组件来完成。这些设备可以从小型结构到非常困难的机电系统,在集成的微电子设备的控制下具有许多移动元件。通常,这些传感器在一个封装中包括机械微致动器、微结构、微电子和微传感器。本文讨论什么是MEMS传感器、工作原理、优点和应用
什么是 MEMS 传感器?
MEMS 是低成本、高精度的惯性传感器,可用于广泛的工业应用。该传感器使用基于芯片的技术,即微机电系统。这些传感器用于检测和测量压力等外部刺激,然后通过一些机械动作对压力做出响应,即测量压力。最好的例子主要包括电机旋转以补偿压力变化。
MEMS IC 的制造可以用硅来完成,其中轻微的材料层被放置在另外固定在硅衬底上。之后有选择地固定,留下隔膜、横梁、杠杆、弹簧和齿轮等微观 3D 结构。
MEMS 制造需要许多用于构建其他半导体电路的技术,如氧化工艺、扩散工艺、离子注入工艺、低压化学气相沉积工艺、溅射等。此外,这些传感器使用特殊工艺,如微加工。
MEMS 传感器工作原理
每当向 MEMS 传感器施加倾斜时,平衡质量就会在电势内产生差异。这可以像电容内的变化一样进行测量。然后可以更改该信号以创建稳定的数字、4-20mA 或 VDC 输出信号。
这些传感器是一些不要求最大精度的应用的理想解决方案,例如工业自动化、位置控制、滚动和俯仰测量以及平台调平。
MEMS 的类型
市面上常见的MEMS传感器类型有
- MEMS 加速度计
- MEMS 陀螺仪
- MEMS 压力传感器
- MEMS 磁场传感器
MEMS 优势
MEMS传感器的优势包括以下几点。
- MEMS 的制造是半导体 IC 制造,与低成本的大规模发明一样,一致性对于 MEMS 设备来说也是必不可少的。
- 传感器子组件的尺寸将在 1 至 100 微米范围内,而 MEMS 设备尺寸将确定为 20 微米至一毫米范围。
- 功耗非常低。
- 易于整合到系统中或更改
- 热常数小
- 这些可以高度抵抗冲击、辐射和振动。
- 更好的热显影耐受性
- 并行
MEMS的应用
MEMS 传感器用于不同领域,包括汽车、消费、工业、军事、生物技术、太空探索和商业用途,包括喷墨打印机、现代汽车中的加速度计、消费电子产品, 在个人电脑等中
MEMS 设备的最佳示例主要包括自适应光学、光学交叉连接、安全气囊加速度计、电视和显示器的反射镜阵列、可控微镜、RF MEMS 设备,不可重复使用的医疗设备等
因此,这就是 MEMS 传感器的全部内容。这些传感器的主要缺点是,即使每个部件的制造成本都非常低。但是,在设计、制造和成功推出基于 MEMS 的产品时,需要进行大量投资。因此,设计人员不太可能为小批量应用扩展组件。这里有一个问题要问你,MEMS器件有哪些类别?
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