Capteur de pression MEMS

1. Qu'est-ce que le capteur de pression MEMS

Le capteur de pression est un dispositif couramment utilisé dans la pratique industrielle, généralement composé d'éléments sensibles à la pression (éléments sensibles élastiques, éléments sensibles au déplacement) et d'unités de traitement du signal, le principe de fonctionnement est généralement basé sur le changement de matériaux sensibles à la pression ou de pression provoqué par la déformation, il peut ressentir le signal de pression et convertir le signal de pression en un signal électrique de sortie disponible selon certaines lois. Pour une mesure, un contrôle et une surveillance précis, avec une haute précision, une résistance à la corrosion et une construction compacte, adaptés à une variété d'environnements difficiles.

Capteurs de pression MEMS, nom complet : capteur de pression du système microélectromécanique, intègre une technologie microélectronique de pointe et une technologie de micro-usinage de précision. Grâce à la combinaison d'une structure micromécanique et d'un circuit électronique, la puce constituée de matériaux semi-conducteurs traditionnels tels que des plaquettes de silicium monocristallin est utilisée comme élément principal pour mesurer la pression en détectant la déformation physique ou l'accumulation de charges. Il est ensuite converti en signaux électriques pour être traité afin de réaliser une surveillance sensible et une conversion précise des changements de pression. Son principal avantage réside dans sa conception miniaturisée, qui confère aux capteurs de pression MEMS des performances supérieures en termes de précision, de taille, de vitesse de réponse et de consommation d'énergie.

2. Caractéristiques du capteur de pression MEMS

Les capteurs de pression MEMS peuvent être conçus et fabriqués à l’aide de technologies similaires aux circuits intégrés, permettant une production de masse de haute précision et à faible coût. Cela ouvre la porte à une utilisation massive et peu coûteuse des capteurs MEMS pour l’électronique grand public et les produits de contrôle des processus industriels, rendant le contrôle de la pression simple, convivial et intelligent.

Les capteurs de pression mécaniques traditionnels sont basés sur la déformation d'élastomères métalliques sous l'effet d'une force, qui convertit la déformation élastique mécanique en sortie électrique. Par conséquent, ils ne peuvent pas être aussi petits que les circuits intégrés comme les capteurs de pression MEMS, et leur coût est beaucoup plus élevé que celui des capteurs de pression MEMS. Par rapport aux capteurs mécaniques traditionnels, les capteurs de pression MEMS ont une taille plus petite, la taille maximale ne dépassant pas un centimètre. Par rapport à la technologie de fabrication mécanique traditionnelle, leur rentabilité est grandement améliorée.

3. Application du capteur de pression MEMS

L'industrie automobile :

Le domaine automobile est l’une des applications importantes en aval des capteurs MEMS. Dans le domaine automobile, les capteurs de pression MEMS sont largement utilisés dans les systèmes de sécurité (tels que la surveillance de la pression des systèmes de freinage, le contrôle de la pression des airbags et la protection contre les collisions), le contrôle des émissions (contrôle et surveillance de la pression des gaz d'émission du moteur), la surveillance des pneus, la gestion du moteur. , et les systèmes de suspension en raison de leur miniaturisation, de leur haute précision et de leur fiabilité. Les voitures haut de gamme disposent généralement de centaines de capteurs, dont 30 à 50 capteurs MEMS, dont environ 10 sont des capteurs de pression MEMS. Ces capteurs peuvent fournir des données critiques pour aider les constructeurs automobiles à optimiser les performances du moteur, à améliorer le rendement énergétique et à accroître la sécurité de conduite.

Electronique grand public :

Avec le développement d'applications telles que la navigation 3D, la surveillance des mouvements et la surveillance de la santé, l'application des capteurs de pression MEMS dans l'électronique grand public devient de plus en plus courante. Les capteurs de pression intégrés aux appareils tels que les smartphones, les tablettes et les montres intelligentes peuvent être utilisés pour des fonctions telles que les baromètres, les altimètres et la navigation intérieure. Les capteurs de pression des appareils portables intelligents peuvent également surveiller des indicateurs d’exercice et de santé tels que la fréquence cardiaque et l’activité physique, fournissant ainsi des données plus précises. De plus, les capteurs de pression MEMS sont largement utilisés dans des domaines tels que les drones et les modèles d'avions, fournissant des informations sur l'altitude et collaborant avec les systèmes de navigation pour obtenir un contrôle de vol précis.

Industrie médicale :

Dans l'industrie médicale, les capteurs de pression MEMS sont largement utilisés dans divers dispositifs médicaux et systèmes de détection. Ils peuvent être utilisés pour la détection de la pression artérielle, le contrôle des ventilateurs et des respirateurs, la surveillance de la pression interne et les systèmes d'administration de médicaments. Ces capteurs fournissent des mesures de pression précises pour aider le personnel médical à diagnostiquer et à traiter.

L'automatisation industrielle:

Dans le domaine de l'automatisation industrielle, les capteurs de pression MEMS sont utilisés pour surveiller et contrôler divers processus industriels, et ils sont largement utilisés dans les systèmes de tuyauterie de liquides et de gaz, la surveillance de niveau, le contrôle de pression et la mesure de débit. La haute précision et la fiabilité de ces capteurs sont essentielles pour garantir la stabilité et la sécurité des processus industriels.

Aérospatial:

Les capteurs de pression MEMS peuvent être utilisés pour les tests de performances aérodynamiques des avions et des fusées, la surveillance de la pression à haute altitude, la collecte de données météorologiques et le contrôle de la pression atmosphérique des avions et des équipements spatiaux. Ses caractéristiques de miniaturisation et de légèreté le rendent idéal pour l'industrie aérospatiale afin de répondre aux exigences environnementales exigeantes.

4. Taille du marché du capteur de pression MEMS

Poussé par une adoption généralisée dans diverses industries, la taille du marché des capteurs de pression MEMS augmente considérablement. Yole prédit que la taille du marché mondial des capteurs de pression MEMS passera de 1,684 milliard de dollars américains à 2,215 milliards de dollars américains entre 2019 et 2026, avec un taux de croissance annuel composé moyen d'environ 5 % ; les expéditions sont passées de 1,485 milliard d'unités à 2,183 milliards d'unités, avec un taux de croissance annuel composé moyen de 4,9 %. Avec la demande croissante de solutions de détection de pression précises et fiables, le marché des capteurs de pression MEMS devrait se développer considérablement dans les années à venir, offrant de nombreuses opportunités aux fabricants et fournisseurs dans ce domaine.