MEMS trycksensor

MEMS trycksensorer är den absoluta kärnan och huvudströmmen i modern tryckavkänningsteknik. De representerar en revolution inom miniatyrisering, intelligens och låga kostnader.

 

MEMS, eller Micro-Electro-Mechanical Systems, avser mekaniska och elektroniska miniatyrsystem som tillverkas i bulk på kiselskivor med hjälp av tillverkningsprocesser för integrerade kretsar (IC).

Kärnan i en MEMS-trycksensor är ett mikrometer-kiselmembran. Tryck som verkar på detta membran gör att det deformeras. Denna deformation förändrar de elektriska egenskaperna hos integrerade avkänningselement, och genom att mäta dessa elektriska förändringar kan tryckvärdet härledas. Baserat på avkänningsprincipen är de huvudsakligen indelade i följande typer:

• Princip: Piezoresistiva element skapas på kiselmembranet via en dopningsprocess och kopplas till en Wheatstone-bro. När membranet deformeras under tryck ändras resistansvärdena, vilket gör att bryggan matar ut en spänningssignal som är proportionell mot trycket.
• Egenskaper: Mogen teknik, enkel struktur, stor utsignal, låg kostnad. Det är den vanligaste och mest ekonomiska typen av MEMS trycksensor. Den är dock känslig för temperatur och kräver temperaturkompensation.

• Princip: Kiselmembranet fungerar som en kondensatorplatta och bildar en miniatyrkondensator med en annan fast platta. Tryck deformerar membranet, ändrar avståndet mellan de två plattorna, vilket orsakar en förändring i kapacitansen.
• Egenskaper: Låg strömförbrukning, hög känslighet, bra temperaturegenskaper, starkt motstånd mot överbelastning. Används ofta i mätningsfält för låg-effekt och låg-tryck.

• Princip: Trycket ändrar spänningen i kiselmembranet, vilket ändrar den naturliga frekvensen för en miniatyrresonansstråle som är tillverkad på den. Trycket avkänns genom att mäta frekvensändringen.
• Egenskaper: Mycket hög noggrannhet, bra stabilitet, digital utgång (frekvens). Strukturen är dock komplex, kostnaden är hög och den används främst inom-avancerade industri- och flygfält.

MEMS trycksensorer tillverkas på kiselskivor med standardhalvledarprocesser (som fotolitografi, etsning, diffusion, tunn-filmavsättning). Nyckelsteget är att forma kaviteten och tryckmembranet, vanligtvis med användning av bulkmikrobearbetningstekniker eller ytmikrobearbetningstekniker.

Jämfört med traditionella mekaniska eller metalliska membrantrycksensorer har MEMS trycksensorer överväldigande fördelar:

• Miniatyrisering:Storleken kan vara så liten som millimeter eller till och med mikrometer, vilket gör dem lätta att integrera.
• Massproduktion och låg kostnad:Tillverkas samtidigt i tusentals på wafers, precis som chips, vilket drastiskt minskar kostnaden per sensor.
• Hög noggrannhet och hög tillförlitlighet:Inga rörliga delar, lång utmattningslivslängd.
• Låg strömförbrukning:Särskilt lämplig för batteridrivna-bärbara enheter.
• Intelligens:Signalkonditioneringskretsar, mikroprocessorer, temperatursensorer etc. kan enkelt integreras på samma chip som avkänningsenheten och bildar ett "System-on-Chip" för att uppnå själv-kompensation, själv-kalibrering och digital utgång.

Referenstrycket är ett vakuum. Den mäter trycket i förhållande till ett perfekt vakuum.

Användningsområden: Höjdmätare, väderstationer, vakuumsystem.

Referenstrycket är det aktuella atmosfärstrycket. Den mäter trycket i förhållande till atmosfärstrycket. Har vanligtvis ett ventilationshål i huset.

Tillämpningar: Blodtrycksmätare, barometrar, industriell processkontroll (t.ex. rörledningstryck).

Användningsområden: Flödesmätning, övervakning av filtertilltäppning, vätskenivåmätning.

Populära Taggar: mems trycksensor, Kina mems trycksensor leverantörer, Dynamisk tryckmätning, Trycksändarsensor, Sensor för att mäta tryck, Kiseltrycksensor, Smart effektsensor, Tekniska sensorer