MEMS集成化及智能化是趨勢 爆發點為定時振蕩器
飛思卡爾已經量產的FXOS8700CQ是一顆內部集成了一個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,內置嵌入式硬磁自校準功能,支持低功耗硬磁偏移補償。可廣泛應用于智能手機、平板電腦及個人導航等設備,提供運動檢測、電子羅盤、游戲、增強實境及位置服務等應用。
ADXL362是ADI公司推出的業界功耗最低的MEMS加速度計(圖2)。這款3軸數字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,數據速率為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級功效的重要特性。ADXL362還內置增強型樣本活動檢測功能,可準確區分不同種類的運動。該特性可避免誤檢,防止傳感器不必要地開啟系統且縮短電池壽命。ADXL362可用作智能型、連續工作、運動激活開關的一部分。當配備喚醒狀態輸出引腳時,運動傳感器可繞過處理器即時觸發啟動系統功能的開關,從而進一步降低系統功耗。極低的功耗使ADXL362適合從醫療保健到基礎設施監控的各種極度注重電池壽命的應用。
MEMS為汽車、工業等領域帶來創新
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。它是工業應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,因此其廣泛應用于各種工業控制環境,包括石油化工、造紙、水處理、電力、船舶、機床和公用設備等行業。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,而且穩定性好,并將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應變材料結合在一起,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,并適合測量與應變材料兼容的各類介質。
EVG公司的Eric F. Pabo指出,除了消費電子領域,MEMS傳感器在汽車市場的應用也將持續增長,因為更多的汽車市場使用系統諸如TMPS(胎壓監測系統)和ESC(電子穩定控制系統)。一些過去的專用MEMS器件如微測輻射熱計會出現在高端汽車應用領域然后隨著器件成本的下降逐步走向中低端市場。MEMS會持續應用于更多的工業領域以及出現在耐用消費品領域。不過,這兩個最新的應用市場規模都不會大于消費類MEMS器件。
MEMS傳感器在環境和工業應用中帶來的創新和突破來自于在降低成本基礎上的廣泛使用。對于環境應用而言,可以想象一下如果傳感器已經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境信息。當使用MEMS器件的傳感器每節點成本繼續下降,勢必MEMS器件的工業應用會增加。一個MEMS麥克風加上一個MPU(微處理單元)和一個無線電通信線路,可以用于監控大型電機或旋轉電機的噪音級別并對噪音進行頻譜分析,當感測到的聲音和頻譜特征出錯或探測到其他問題,就會發出信號傳送到中央監控站要求檢修。
由于價格相對較高,以及在汽車、工業及醫療等領域的應用范圍不斷擴大,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,面向高價值工業與醫療應用的從幾美元到幾十美元不等,而面向飛機液壓系統或飛行數據測量等專業應用的則高達幾百美元,包括在惡劣的介質、溫度和壓力條件下的工業應用組合。MEMS壓力傳感器在汽車中的一個新應用是傳動系統壓力感測。在工業領域,MEMS壓力傳感器的主要應用包括采暖通風及空調(HVAC)、水平面測量、各種工業過程與控制應用。
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