村田詮釋MEMS傳感器技術
作為全球領先的電子元器件制造商,村田制作所(中國)(以下簡稱“村田”)攜其首創的“主動智能生活”新概念,于日前亮相第十五屆中國國際高新技術成果交易會(簡稱“高交會”)。村田(中國)投資有限公司MEMS傳感器產品技術部經理方。杜魯那拉出席并在同期舉辦的第八屆國際被動元件技術與市場發展論壇上做了主題為“村田MEMS傳感器在中國的展望”的演講。
杜魯那拉女士指出村田作為全球最領先的電子元器件制造商之一,一直以創新為其準則。從村田成立到今天,在經歷了多達六十余年的發展,不僅在以陶瓷為材料的被動元器件領域取得了卓越的成績,如今村田所研發的以微機單晶硅為主要構成的MEMS傳感器也被應用于汽車、工業、農業,醫療等各行各業中。同時,隨著全球信息數據獲取需求愈加旺盛,MEMS傳感器本身應用的領域也變得幾乎無所不在。
MEMS加速度傳感器
汽車主動安全
在國內汽車領域里,“汽車主動安全”是一個全新的概念。通常來說,汽車中內置的安全防護系統主要在事故發生之后才會發生反應,最典型的莫過于“安全氣囊”,這也就是“汽車被動安全”。而主動安全則是在事故發生之前,提前對可能引起安全隱患的問題給出預警或者預防措施。以村田應用于汽車自動啟停系統中的高性能 “傾角傳感器”舉例,自動啟停系統要求必須能夠智能識別車輛何時停止,并在道路傾斜時能控制制動力從而使車靜止不滑動,此應用程序的關鍵在于偏移量的穩定性和溫度的依賴性。尤其是偏移量的穩定性是至關重要的。如果偏移量在某個時間點發生了變化,系統就不能準確地檢測道路的角度,也就無法通過過度制動來補償,這會導致制動系統的過早磨損。村田的高性能傳感器對溫度和時間變化有著極小的偏置特性,它可以檢測到2度的傾斜角,不論是溫度發生了變化還是車輛的壽命發生了變化,都可以確保測定的精準。除此以外,村田在汽車主動安全領域還有在車輛行駛中保證車輛安全的加速度傳感器、防止翻車的陀螺儀傳感器,以及它們的組合傳感器,據村田介紹,日后還會加入壓力傳感器,它可應用在胎壓的檢測上。村田想通過這種主動的方式去感知環境,從而達到保護駕駛員生命安全的目的。
MEMS傳感器在汽車領域的應用
精準工業和農業
MEMS傳感器向來被認為具有著小型化、高精度,高可靠性的特點,它可通過采集μm級的變化來確定加速度、傾角或各種數據環境的變化。這個特性也保證了MEMS傳感器在精準工業和農業領域的發展中占據了一席之地。
在工業領域,MEMS傳感器的運用不僅體現在建筑工具及系統、重型機械和天線穩定等方面,由于具有杰出的抗震性能,能夠抵抗高達20000G的重力,因此在地震預測,橋梁倒塌等事故的預測中,村田的MEMS傳感器一樣可以發揮至關重要的作用。例如鐵塔底下放置傳感器后,即可得知在某個支撐點范圍下鐵塔是安全的,超過這個范圍就會產生安全隱患。又例如MEMS傳感器在煤礦的運用,可利用地下支撐腳的控制,來減小塌方的可能性。
而在精準農業的定義之下,高尖端的MEMS技術需要解決耕地面積逐漸減少,產量需求卻逐步增大的難題。村田的農業解決方案提供高達10厘米精度和自動化控制的優勢,最大限度地降低養殖成本,并最大限度地提高產量。未來的農業也會是個不同的景象:在插秧的設備上搭載MEMS傳感器,它可以做到同角度高準確的種植,在同樣的投入下收獲更高的產量。
MEMS在工業領域的應用
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