У галузі сучасних технологій, Технологія сенсорів - це ключ до реалізації інтелекту та автоматизації. З розробкою технології мікроелектроніки, Датчики MEMS, Як новий тип сенсорної технології, Покажіть багато унікальних переваг перед традиційними датчиками.
Почнемо читати!
Зміст
1. Принцип операції
1.1 Звичайні датчики
Звичайні датчики - це зазвичай пристрої, які виявляють та вимірюють конкретні параметри на основі фізичних чи хімічних принципів. Наприклад, Датчики температури можуть використовувати термопари або термістори для вимірювання змін температури, в той час як датчики тиску можуть використовувати датчики деформації або ємнісні датчики для виявлення змін тиску. Ці датчики зазвичай мають великі розміри і потребують складної схеми та механіки для виконання своїх функцій.
1.2 Датчики MEMS
Датчики MEMS засновані на мікроелектроехеханічній системі (Мемс) Технологія, яка інтегрує механічні структури та електронні схеми на мікрочіп. Вони використовують мікророн- або механічні структури на рівні нанометра, щоб відчути фізичні зміни у зовнішньому світі, і перетворити ці зміни в електричні сигнали через вбудовані електронні схеми. Принципи експлуатації датчиків MEMS можуть включати п'єзоелектрику, термоелектричний, і електромагнітне зондування.
2. Процес виробництва
2.1 Звичайні датчики
Процес виробництва для звичайних датчиків зазвичай включає безліч незалежних компонентів, які потрібно припая, склеєний, або механічно зібрані разом. Цей виробничий метод не тільки дорогий, але також важко досягти високої точності та надійності.
2.2 Датчики MEMS
Датчики MEMS виготовляються за допомогою напівпровідникових методів виготовлення, таких як фотолітографія, травлення та тонке осадження плівки. Ці методи дозволяють виготовити високоточні мікроструктури на кремнієві вафлі та забезпечувати масове виробництво за зниженою вартістю. Датчики MEMS більш інтегровані, що дозволяє інтегрувати кілька датчиків та електронних схем на одному мікросхемі, Поліпшення стабільності та надійності системи.
3. Особливості продуктивності
3.1 Звичайні датчики
Характеристики продуктивності звичайних датчиків залежать від їх дизайну та матеріалів, що використовуються у їх виготовленні. Вони, як правило, більші за розміром і ваги, Майте повільніший час відповіді, і споживати більше потужності. На додаток, На точність та стабільність звичайних датчиків можуть впливати такі фактори навколишнього середовища, як температура, вологість та механічна вібрація.
3.2 Датчики MEMS
Датчики MEMS добре відомі своєю мініатюризацією, легка вага, Низьке споживання електроенергії та висока швидкість реакції. Завдяки їх мініатюризованому дизайну, Датчики MEMS можна легше інтегрувати в різні пристрої, включаючи портативні та носячі пристрої. Висока точність та стабільність датчиків MEMS дають їм перевагу в багатьох високоточних програмах, наприклад, інерційна навігація, Системи автомобільної безпеки та медична діагностика.
4. Занесення застосування
4.1 Звичайні датчики
Звичайні датчики широко використовуються в промисловій автоматиці, моніторинг навколишнього середовища, Медичне обладнання та домашня техніка. Через їх великі розміри та високе споживання електроенергії, Звичайні датчики можуть бути не підходящими для деяких застосувань, особливо там, де потрібні мініатюризація та низьке споживання електроенергії.
4.2 Датчики MEMS
Датчики MEMS використовуються в широкому діапазоні додатків, включаючи смартфони, Автомобілі, аерокосмічний, Медичні пристрої, та Інтернет речей (IoT) пристрої. Мініатюризація та низьке споживання датчиків MEMS роблять їх ідеальними для цих застосувань. Наприклад, у смартфонах, Датчики MEMS використовуються для забезпечення виявлення руху, Моніторинг навколишнього середовища та взаємодія користувачів.
5. Вартість та масштабованість
5.1 Звичайні датчики
Звичайні датчики, як правило, дорожчі у виробництві, оскільки вони потребують декількох незалежних компонентів та складних процесів складання. На додаток, Масштабованість звичайних датчиків обмежена, оскільки їх важко інтегрувати у великому масштабі.
5.2 Датчики MEMS
Виробнича вартість датчиків MEMS поступово зменшується за допомогою технологічного прогресу та масового виробництва. Застосування технології виробництва напівпровідників дозволило масово виробництво датчиків MEMS, тим самим зменшуючи вартість одного датчика. На додаток, Датчики MEMS є більш масштабованими, оскільки вони можуть інтегрувати кілька датчиків та електронних схем на одній мікросхемі.
6. Висновок
Датчики MEMS значно відрізняються від звичайних датчиків у кількох аспектах. Датчики MEMS надають перевагу їх мініатюризації, низьке енергоспоживання, висока інтеграція, і висока продуктивність, особливо в додатках, які потребують високої точності та високої стабільності. Оскільки технологія продовжує розвиватися, Зонди застосування для датчиків MEMS розширяться далі, Хоча традиційні датчики можуть продовжувати грати роль у конкретних сферах.
