什麽是MEMS壓力傳感器?

MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的縮寫,即微電子機械係統。微電子機械係統(MEMS)技術是建立在微米/納米技術(micro/nanotechnology)基礎上的21世紀前沿技術,是指對微米/納米材料進行設計、加工、製造、測量和控製的技術。它可將機械構件、光學係統、驅動部件、電控係統集成為一個整體單元的微型係統。這種 微電子機械係統不僅能夠采集、處理與發送信息或指令,還能夠按照所獲取的信息自主地或根據外部的指令采取行動。它用微電子技術和微加工技術(包括矽體微加工、矽表麵微加工、LIGA和晶片鍵合等技術)相結合的製造工藝,製造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微係統。 微電子機械係統(MEMS)是近年來發展起來的一種新型多學科交叉的技術,該技術將對未來人類生活產生革命性的影響。它涉及機械、電子、化學、物理、光學、生物、材料等多學科。

  MEMS壓力傳感器是具有電源、接口電路、執行器、微型傳感器和信號處理的微型的機電係統。它可以使用在製作工藝和電路設計上,低成本而高精度地進行大量的生產。其實傳統的壓力傳感器是在當金屬彈性體受到外力的作用而導致變形的時候,經過機械量的彈性的變形,然後待電量轉換之後再輸出,因此,MEMS壓力傳感器的優越性有很多,尺寸很小,性價比很高。它主要分為兩種:矽電容式和矽壓阻式。

  根據MEMS的有關技術,製造出電容式傳感器的形狀為橫隔柵狀的,上麵跟下麵的兩根橫隔柵就可以組成一組傳感器。當上橫隔柵受到壓力作用的時候,就會向下移動,接著,就會使上麵跟下麵的兩根橫隔柵之間的距離發生改變,換句話說,板之間的電容量就會發生變化。矽壓阻式壓力傳感器使用了精密度很高的半導體電阻應變片來形成惠更斯電橋,這樣就可以利用它來作為力電變換來測量有關的電路。它的成本較低、功耗較低、測量的精密度較高。這種傳感器,如果壓力沒有發生變化,那麽它的輸出就為零,所以幾乎是不需要耗電的。

  而MEMS矽壓阻式壓力傳感器就是應用了四周的固定、形狀為圓形的應力杯矽薄膜的內壁,同時應用MEMS的有關技術,可以直接地把四個精密度高的半導體應變片直接地刻製到它的表層應力最大的地方,這樣就可以形成惠更斯電橋,因此可以作為力電變換來測量電路了,這是直接地把壓力轉換成為電量而測量的。

  MEMS壓力傳感器的應用非常廣泛,工業電子:工業配料稱重、數字流量表以及數字壓力表等等。消費電子:太陽能熱水器用液位控製壓力傳感器、洗碗機、飲水機、洗衣機、空調壓力傳感器,微波爐、健康秤以及血壓計等等。汽車電子:柴油機的共軌壓力傳感器、汽車發動機的進氣歧管壓力傳感器、汽車刹車係統的空氣壓力傳感器以及發動機的機油壓力傳感器等等。 

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