MEMS集成化及智能化是趨勢 爆發(fā)點為定時振蕩器
飛思卡爾已經(jīng)量產(chǎn)的FXOS8700CQ是一顆內(nèi)部集成了一個12位三軸加速度傳感器和一個三軸磁力計的6軸IMU器件,而PCB占位僅為3mm×3mm。FXOS8700具有0.1度的方向分辨率,可提供誤差低于5度的航向精確度,為高性能運動檢測和eCompass提供了理想的解決方案。FXOS8700具有低功耗特性和豐富的嵌入式功能,特別擁有磁場矢量幅度變化超限,磁場分量變化超限自動中斷輸出,內(nèi)置嵌入式硬磁自校準(zhǔn)功能,支持低功耗硬磁偏移補償??蓮V泛應(yīng)用于智能手機、平板電腦及個人導(dǎo)航等設(shè)備,提供運動檢測、電子羅盤、游戲、增強實境及位置服務(wù)等應(yīng)用。
ADXL362是ADI公司推出的業(yè)界功耗最低的MEMS加速度計(圖2)。這款3軸數(shù)字MEMS加速度計在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300nA,與最接近的競爭傳感器相比,相同模式下的功耗低60%。在全速測量模式下,數(shù)據(jù)速率為100Hz時,功耗為2μA,比相同頻率下工作的競爭MEMS加速度計低80%。除了固有的低功耗工作特性,ADXL362 MEMS加速度計還有其他能夠提高系統(tǒng)級功效的重要特性。ADXL362還內(nèi)置增強型樣本活動檢測功能,可準(zhǔn)確區(qū)分不同種類的運動。該特性可避免誤檢,防止傳感器不必要地開啟系統(tǒng)且縮短電池壽命。ADXL362可用作智能型、連續(xù)工作、運動激活開關(guān)的一部分。當(dāng)配備喚醒狀態(tài)輸出引腳時,運動傳感器可繞過處理器即時觸發(fā)啟動系統(tǒng)功能的開關(guān),從而進一步降低系統(tǒng)功耗。極低的功耗使ADXL362適合從醫(yī)療保健到基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控的各種極度注重電池壽命的應(yīng)用。
MEMS為汽車、工業(yè)等領(lǐng)域帶來創(chuàng)新
MEMS壓力傳感器主要用于檢測流體或固體的壓力,并能進行信號遠傳。它是工業(yè)應(yīng)用中最為常用的一種傳感器,常常作為一種自動化控制的前端組件,因此其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制環(huán)境,包括石油化工、造紙、水處理、電力、船舶、機床和公用設(shè)備等行業(yè)。MEMS壓力傳感器的封裝工藝,通常還可以將壓阻式敏感芯體做得體積小巧、靈敏度高,而且穩(wěn)定性好,并將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應(yīng)變材料結(jié)合在一起,這樣就能確保壓阻式壓力傳感器過載能力強和抗沖擊壓力強。這相當(dāng)適合測量高量程范圍的壓力變化,尤其在1Mpa以上時,線性很好,精度也很高,并適合測量與應(yīng)變材料兼容的各類介質(zhì)。
EVG公司的Eric F. Pabo指出,除了消費電子領(lǐng)域,MEMS傳感器在汽車市場的應(yīng)用也將持續(xù)增長,因為更多的汽車市場使用系統(tǒng)諸如TMPS(胎壓監(jiān)測系統(tǒng))和ESC(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng))。一些過去的專用MEMS器件如微測輻射熱計會出現(xiàn)在高端汽車應(yīng)用領(lǐng)域然后隨著器件成本的下降逐步走向中低端市場。MEMS會持續(xù)應(yīng)用于更多的工業(yè)領(lǐng)域以及出現(xiàn)在耐用消費品領(lǐng)域。不過,這兩個最新的應(yīng)用市場規(guī)模都不會大于消費類MEMS器件。
MEMS傳感器在環(huán)境和工業(yè)應(yīng)用中帶來的創(chuàng)新和突破來自于在降低成本基礎(chǔ)上的廣泛使用。對于環(huán)境應(yīng)用而言,可以想象一下如果傳感器已經(jīng)存在于全世界億萬智能手機中,那么它們可用來采集和報告環(huán)境信息。當(dāng)使用MEMS器件的傳感器每節(jié)點成本繼續(xù)下降,勢必MEMS器件的工業(yè)應(yīng)用會增加。一個MEMS麥克風(fēng)加上一個MPU(微處理單元)和一個無線電通信線路,可以用于監(jiān)控大型電機或旋轉(zhuǎn)電機的噪音級別并對噪音進行頻譜分析,當(dāng)感測到的聲音和頻譜特征出錯或探測到其他問題,就會發(fā)出信號傳送到中央監(jiān)控站要求檢修。
由于價格相對較高,以及在汽車、工業(yè)及醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大,壓力傳感器有望成為銷售額最高的MEMS器件。由于補償水平、裸片校準(zhǔn)與封裝類型的不同,MEMS壓力傳感器的平均價格目前相差很大,面向高價值工業(yè)與醫(yī)療應(yīng)用的從幾美元到幾十美元不等,而面向飛機液壓系統(tǒng)或飛行數(shù)據(jù)測量等專業(yè)應(yīng)用的則高達幾百美元,包括在惡劣的介質(zhì)、溫度和壓力條件下的工業(yè)應(yīng)用組合。MEMS壓力傳感器在汽車中的一個新應(yīng)用是傳動系統(tǒng)壓力感測。在工業(yè)領(lǐng)域,MEMS壓力傳感器的主要應(yīng)用包括采暖通風(fēng)及空調(diào)(HVAC)、水平面測量、各種工業(yè)過程與控制應(yīng)用。
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