MEMS集成化及智能化是趋势 爆发点为定时振荡器
格性能的同时提供高成本效益的产品。举例来说,在定位系统产品的应用上,EPCOS的压力传感器能够提升精准度高达25cm以内。这有助于提高手持产品以及游戏机等消费性产品在移动中对灵敏度的判断。在温度及压力的变化上也能够以秒为单位来呈现差异。EPCOS公司的T5400是市场上最小型的数字压力传感器,专为满足移动设备及其周边需求而开发(图1)。T5400使得如心率监控、运动鞋或自行车计算机等健身与户外领域的应用程序设计更加丰富,另外还可结合高度计来追踪高度变化。此外还有助于在无可用GPS信号的情况下改进室内导航。
飞思卡尔已经量产的FXOS8700CQ是一颗内部集成了一个12位三轴加速度传感器和一个三轴磁力计的6轴IMU器件,而PCB占位仅为3mm×3mm。FXOS8700具有0.1度的方向分辨率,可提供误差低于5度的航向精确度,为高性能运动检测和eCompass提供了理想的解决方案。FXOS8700具有低功耗特性和丰富的嵌入式功能,特别拥有磁场矢量幅度变化超限,磁场分量变化超限自动中断输出,内置嵌入式硬磁自校准功能,支持低功耗硬磁偏移补偿。可广泛应用于智能手机、平板电脑及个人导航等设备,提供运动检测、电子罗盘、游戏、增强实境及位置服务等应用。
ADXL362是ADI公司推出的业界功耗最低的MEMS加速度计(图2)。这款3轴数字MEMS加速度计在运动检测唤醒模式下功耗仅为300nA,与最接近的竞争传感器相比,相同模式下的功耗低60%。在全速测量模式下,数据速率为100Hz时,功耗为2μA,比相同频率下工作的竞争MEMS加速度计低80%。除了固有的低功耗工作特性,ADXL362 MEMS加速度计还有其他能够提高系统级功效的重要特性。ADXL362还内置增强型样本活动检测功能,可准确区分不同种类的运动。该特性可避免误检,防止传感器不必要地开启系统且缩短电池寿命。ADXL362可用作智能型、连续工作、运动激活开关的一部分。当配备唤醒状态输出引脚时,运动传感器可绕过处理器即时触发启动系统功能的开关,从而进一步降低系统功耗。极低的功耗使ADXL362适合从医疗保健到基础设施监控的各种极度注重电池寿命的应用。
MEMS为汽车、工业等领域带来创新
MEMS压力传感器主要用于检测流体或固体的压力,并能进行信号远传。它是工业应用中最为常用的一种传感器,常常作为一种自动化控制的前端组件,因此其广泛应用于各种工业控制环境,包括石油化工、造纸、水处理、电力、船舶、机床和公用设备等行业。MEMS压力传感器的封装工艺,通常还可以将压阻式敏感芯体做得体积小巧、灵敏度高,而且稳定性好,并将压敏电阻以惠司通电桥形式与应变材料结合在一起,这样就能确保压阻式压力传感器过载能力强和抗冲击压力强。这相当适合测量高量程范围的压力变化,尤其在1Mpa以上时,线性很好,精度也很高,并适合测量与应变材料兼容的各类介质。
EVG公司的Eric F. Pabo指出,除了消费电子领域,MEMS传感器在汽车市场的应用也将持续增长,因为更多的汽车市场使用系统诸如TMPS(胎压监测系统)和ESC(电子稳定控制系统)。一些过去的专用MEMS器件如微测辐射热计会出现在高端汽车应用领域然后随着器件成本的下降逐步走向中低端市场。MEMS会持续应用于更多的工业领域以及出现在耐用消费品领域。不过,这两个最新的应用市场规模都不会大于消费类MEMS器件。
MEMS传感器在环境和工业应用中带来的创新和突破来自于在降低成本基础上的广泛使用。对于环境应用而言,可以想象一下如果传感器已经存在于全世界亿万智能手机中,那么它们可用来采集和报告环境信息。当使用MEMS器件的传感器每节点成本继续下降,势必MEMS器件的工业应用会增加。一个MEMS麦克风加上一个MPU(微处理单元)和一个无线电通信线路,可以用于监控大型电机或旋转电机的噪音级别并对噪音进行频谱分析,当感测到的声音和频谱特征出错或探测到其他问题,就会发出信号传送到中央监控站要求检修。
由于价格相对较高,以及在汽车、工业及医疗等领域的应用范围不断扩大,压力传感器有望成为销售额最高的MEMS器件。由于补偿水平、裸片校准与封装类型的不同,MEMS压力传感器的平均价格目前相差很大,面向高价值工业与医疗应用的从几美元到几十美元不等,而面向飞机液压系统或飞行数据测量等专业应用的则高达几百美元,包括在恶劣的介质、温度和压力条件下的工业应用组合。MEMS压力传感器在汽车中的一个新应用是传动系统压力感测。在工业领域,MEMS压力传感器的主要应用包括采暖通风及空调(HVAC)、水平面测量、各种工业过程与控制应用。
MEMS最新发展集中在定时振荡器
此外,污
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