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Case 公司新聞
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MEMS傳感器技術(shù)介紹MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)即微機(jī)電系統(tǒng),也叫做微電子機(jī)械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機(jī)械等,指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置,可批量制作,將微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、甚至接口、通信和電源等集為一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料,通過(guò)微米技術(shù)在芯片上制造微型機(jī)械,并將其與對(duì)應(yīng)電路集成為一個(gè)整體。受益于普通傳感器無(wú)法企及的IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì),MEMS同時(shí)又具備普通傳感器無(wú)法具備的微型化和高集成度。MEMS其工作原理是外部環(huán)境物理、化學(xué)和生物等信號(hào)輸入,通過(guò)微傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)過(guò)信號(hào)處理(模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào))后,由微執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作,達(dá)到與外部環(huán)境“互動(dòng)”的功能。如圖1所示。 圖1 MEMS工作原理 傳統(tǒng)麥克風(fēng)傳感器與MEMS麥克風(fēng)傳感器對(duì)比如圖2所示。 圖2 傳統(tǒng)麥克風(fēng)傳感器(左)與MEMS麥克風(fēng)傳感器(右) MEMS傳感器品種繁多,分類方法也很多。按其工作原理,可分為物理型、化學(xué)型和生物型三類。每種MEMS傳感器又有多種細(xì)分方法,按檢測(cè)質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式劃分,有角振動(dòng)式和線振動(dòng)式加速度計(jì)。按檢測(cè)質(zhì)量支承方式劃分,有扭擺式、懸臂梁式和彈簧支承方式。按信號(hào)檢測(cè)方式劃分,有電容式、電阻式和隧道電流式。按控制方式劃分有開環(huán)和閉環(huán)式。常見的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等。  MEMS慣性傳感器介紹 MEMS慣性傳感器主要是指MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀。MEMS慣性傳感器在1990年代開始規(guī)模應(yīng)用在汽車工業(yè)和國(guó)防工業(yè),20世紀(jì)初開始應(yīng)用于手機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)有望引領(lǐng)下一波增長(zhǎng)浪潮(如圖3所示)。 圖3 MEMS陀螺...
發(fā)布時(shí)間: 2019 - 03 - 05
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盡管傳感器融合的概念早就提出了,但直到最近我們才開始真正看到實(shí)際的規(guī)模應(yīng)用。事實(shí)上,傳感器融合已經(jīng)迅速發(fā)展成為一種熱門趨勢(shì),從發(fā)源的智能手機(jī)和便攜式設(shè)備,現(xiàn)在開始拓展到廣泛的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、新一代自動(dòng)駕駛汽車以及無(wú)人機(jī)的環(huán)境感知應(yīng)用。這種爆炸式增長(zhǎng)帶來(lái)了機(jī)遇,當(dāng)然也提出了許多挑戰(zhàn),不僅是純粹的技術(shù)挑戰(zhàn),還涉及隱私、安全以及對(duì)未來(lái)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的更廣泛影響。傳感器融合的定義相對(duì)簡(jiǎn)單,本質(zhì)上是一種智能整合一系列傳感器數(shù)據(jù)的軟件,然后利用整合結(jié)果來(lái)提高性能,可以是使用相同或類似類型的傳感器陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)極高精度的測(cè)量,也可以通過(guò)整合不同類型的傳感器輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。消費(fèi)電子領(lǐng)域需求最大傳感器融合的潛在應(yīng)用非常廣泛,產(chǎn)業(yè)分析師非常看好。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,傳感器融合系統(tǒng)需求預(yù)計(jì)將在未來(lái)5年內(nèi)以約19.4%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng),市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2017年的26.2億美元增長(zhǎng)到2023年的75.8億美元。2016年,北美地區(qū)是傳感器融合市場(chǎng)最大的生產(chǎn)基地,市場(chǎng)份額接近32.84%,而歐洲地區(qū)的市場(chǎng)份額也超過(guò)了31.51%。雖然傳感器融合的傳統(tǒng)用例更傾向于工業(yè)應(yīng)用,但近年客戶群發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。2016年, 54.86%的傳感器融合系統(tǒng)市場(chǎng)需求源自消費(fèi)電子行業(yè)。 傳感器融合實(shí)現(xiàn)情境感知傳感器中樞(一種包含MCU的軟硬件結(jié)合解決方案)日益增長(zhǎng)的實(shí)用性,推動(dòng)了消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的巨大需求。與純軟件的“傳感器融合”相反,傳感器中樞為特定的一組傳感器實(shí)現(xiàn)了特定的傳感器融合算法,涉及廣泛的傳感器類型及算法?;谟布膫鞲衅髦袠袦p輕了系統(tǒng)CPU的沉重負(fù)擔(dān),這對(duì)于從智能手機(jī)到可穿戴設(shè)備的現(xiàn)代設(shè)備非常有用。實(shí)際上,降低CPU負(fù)載可以延長(zhǎng)電池壽命并減少熱量,這兩者都是可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)設(shè)計(jì)師面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。例如,谷歌(Google)推出了安卓(Android)傳感器中樞,旨在直接連接生物識(shí)別傳感...
發(fā)布時(shí)間: 2019 - 03 - 01
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溫泉旅游成為一種時(shí)尚和趨勢(shì)!冬季正是溫泉業(yè)興盛的季節(jié),對(duì)于商家來(lái)說(shuō)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫泉浴池水位是十分重要的一件事,當(dāng)溫泉原水經(jīng)過(guò)凈化工藝處理變成可使用的溫泉水,進(jìn)入主供水箱存儲(chǔ)。主供水箱是為解決SPA用水高峰用水量不足而設(shè)計(jì)的具有一定存儲(chǔ)能力的水箱。通過(guò)主供水箱進(jìn)行存儲(chǔ)及二次供水,為原水處理流量不足贏的處理的時(shí)間。由于池水的表面蒸發(fā)、池子排污、游客帶出池外和過(guò)濾設(shè)備反沖洗會(huì)導(dǎo)致池水的減少,所以需要對(duì)溫泉浴池進(jìn)行補(bǔ)水處理,而溫泉浴池對(duì)池水水位的要求是有規(guī)定的,不符合規(guī)定的溫泉浴池對(duì)人身是極為危險(xiǎn)的,故對(duì)溫泉浴池水位的檢測(cè)與控制極為重要。 光電液位傳感器是一種常用的測(cè)量?jī)x器,可以利用光在不同介質(zhì)中折射率不同的原理來(lái)檢測(cè)物體,是一種新型接觸式點(diǎn)液位測(cè)控裝置。光電液位傳感器內(nèi)部包含一個(gè)近紅外發(fā)光二極管和一個(gè)光敏接收器。發(fā)光二極管所發(fā)出的光被導(dǎo)入傳感器頂部的透鏡。當(dāng)液體浸沒(méi)光電液位開關(guān)的透鏡時(shí),則光折射到液體中,從而使接收器收不到或只能接收到少量光線。另一方面光電液位傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高,沒(méi)有機(jī)械部件,不需調(diào)試,靈敏度高及耐腐蝕、耗電少、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn),還具有耐高溫、耐高壓、耐強(qiáng)腐蝕,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小等特征。光電液位傳感器與介質(zhì)的其它特性包括溫度、壓力、密度、電參數(shù)無(wú)關(guān),故液面檢測(cè)準(zhǔn)確、重復(fù)精度高、響應(yīng)速度快、液面控制非常精確。
發(fā)布時(shí)間: 2019 - 02 - 20
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為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。(1)為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。(2)使用中當(dāng)大的直流電流流過(guò)傳感器原邊線圈,且次級(jí)電路沒(méi)有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)生剩磁,影響測(cè)量精度(故使用時(shí)要先接通電源和測(cè)量端M),發(fā)生這種情況時(shí),要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。 (3)在大多數(shù)場(chǎng)合,霍爾傳感器都具有很強(qiáng)的抗外磁場(chǎng)干擾能力,一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾是可以忽略的,但當(dāng)有更強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾時(shí),要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)解決。通常方法有:① 調(diào)整模塊方向,使外磁場(chǎng)對(duì)模塊的影響最?、?在模塊上加罩一個(gè)抗磁場(chǎng)的金屬屏蔽罩③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊。(4)測(cè)量的最佳精度是在額定值下得到的,當(dāng)被測(cè)電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí),要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,即:IpNp=額定安匝數(shù)。另外,原邊饋線溫度不應(yīng)超過(guò)80℃?;魻杺鞲衅鞯奶攸c(diǎn)(與普通互感器比較)1、霍爾傳感器可以測(cè)量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測(cè)量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無(wú)法與其比擬的,它一般只適用于測(cè)量50Hz正弦波。2、原邊電路與副邊電路之間完全電絕緣,絕緣電壓一般為2KV至12KV,特殊要求可達(dá)20KV至50KV。3、精度高:在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%,該精度適合于任何波形的測(cè)量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。4、線性度好:優(yōu)于0.1%5、動(dòng)態(tài)性能好:響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs6、霍爾傳...
發(fā)布時(shí)間: 2019 - 02 - 18
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壓覺(jué)傳感器實(shí)際是接觸傳感器的引伸。目前,壓覺(jué)傳感器主要有如下幾類:       1.利用某些材料的內(nèi)阻隨壓力變化而變化的壓阻效應(yīng),制成壓阻器件,將它們密集配置成陣列,即可檢測(cè)壓力的分布。如壓敏導(dǎo)電橡膠或塑料等。       2.利用壓電效應(yīng)器件.如壓電晶體等,將它們制成類似人的皮膚的壓電薄膜,感知外界壓力。它的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕、頻帶寬和靈敏度高等;但缺點(diǎn)是無(wú)直流響應(yīng),不能直接檢測(cè)靜態(tài)信號(hào)。           3.利用半導(dǎo)體力敏器件與信號(hào)電路構(gòu)成集成壓敏傳感器。常用的有三種:壓電型(如ZnO/Si-IC)、電阻型SIR(硅集成)和電容型SIC。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、便于同計(jì)算機(jī)接口,缺點(diǎn)是耐壓負(fù)載差、不柔軟。       4.利用壓磁傳感器、掃描電路與針式差動(dòng)變壓器式接觸覺(jué)傳感器構(gòu)成壓覺(jué)傳感器。壓磁器件有較強(qiáng)的過(guò)載能力,但體積較大。             如圖上圖是用半導(dǎo)體技術(shù)制成的高密度智能壓覺(jué)傳感器,它是一種很有發(fā)展前途的壓覺(jué)傳感器。其中壓阻式和電容式使用最多。雖然,壓阻式器件比電容式器件的線性好,封裝簡(jiǎn)單,但是壓阻器件的壓力靈敏度要比電容器件小一個(gè)數(shù)量級(jí),溫度靈敏度比電容器件大一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此,電容式壓覺(jué)傳感器,特別是硅電容壓覺(jué)傳感器得到廣泛應(yīng)用。
發(fā)布時(shí)間: 2019 - 01 - 15
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