Sensor ng presyon ng MEMS

1. Ano ang MEMS pressure sensor

Ang pressure sensor ay isang aparato na karaniwang ginagamit sa pang-industriya na kasanayan, kadalasang binubuo ng mga elementong sensitibo sa presyon (nababanat na sensitibong mga elemento, mga elementong sensitibo sa displacement) at mga yunit ng pagpoproseso ng signal, ang prinsipyo ng pagtatrabaho ay karaniwang batay sa pagbabago ng mga sensitibong materyales sa presyon o presyon na dulot ng pagpapapangit, maaari nitong maramdaman ang signal ng presyon, at maaaring i-convert ang signal ng presyon sa isang magagamit na output electrical signal ayon sa ilang mga batas. Para sa tumpak na pagsukat, kontrol at pagsubaybay, na may mataas na katumpakan, corrosion resistance at compact construction, na angkop para sa iba't ibang malupit na kapaligiran.

MEMS pressure sensors, ang buong pangalan: Microelectro mechanical system pressure sensor, isama ang cutting-edge microelectronics technology at precision micromachining technology. Sa pamamagitan ng kumbinasyon ng micro-mechanical na istraktura at electronic circuit, ang chip na gawa sa tradisyonal na mga semiconductor na materyales tulad ng monocrystalline silicon wafers ay ginagamit bilang pangunahing bahagi upang sukatin ang presyon sa pamamagitan ng pag-detect ng pisikal na deformation o akumulasyon ng singil. Pagkatapos ay iko-convert ito sa mga de-koryenteng signal para sa pagproseso upang mapagtanto ang sensitibong pagsubaybay at tumpak na conversion ng mga pagbabago sa presyon. Ang pangunahing bentahe nito ay nasa miniaturization na disenyo nito, na nagbibigay sa MEMS pressure sensor ng superior performance sa mga tuntunin ng katumpakan, laki, bilis ng pagtugon at pagkonsumo ng enerhiya.

2. Mga katangian ng sensor ng presyon ng MEMS

Ang mga sensor ng presyon ng MEMS ay maaaring idisenyo at gawin gamit ang mga teknolohiyang katulad ng mga integrated circuit, na nagbibigay-daan sa mataas na katumpakan, murang mass production. Binubuksan nito ang pinto sa mababang halaga ng mass na paggamit ng MEMS sensors para sa consumer electronics at mga produktong pang-industriya na kontrol sa proseso, na ginagawang simple, madaling gamitin, at matalino ang pressure control.

Ang mga tradisyunal na mekanikal na sensor ng presyon ay batay sa pagpapapangit ng mga elastomer ng metal sa ilalim ng puwersa, na nagko-convert ng mekanikal na nababanat na pagpapapangit sa electrical output. Samakatuwid, hindi sila maaaring kasing liit ng mga integrated circuit gaya ng mga sensor ng presyon ng MEMS, at ang kanilang gastos ay mas mataas kaysa sa mga sensor ng presyon ng MEMS. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na mechanical sensor, ang MEMS pressure sensor ay may mas maliit na sukat, na may maximum na hindi hihigit sa isang sentimetro. Kung ikukumpara sa tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura ng makina, ang kanilang pagiging epektibo sa gastos ay lubos na napabuti.

3. Application ng MEMS pressure sensor

Ang industriya ng sasakyan:

Ang automotive field ay isa sa mga mahalagang downstream na aplikasyon ng MEMS sensors. Sa larangan ng sasakyan, ang mga sensor ng presyon ng MEMS ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng kaligtasan (tulad ng pagsubaybay sa presyon ng mga sistema ng pagpepreno, kontrol ng presyon ng mga airbag, at proteksyon ng banggaan), kontrol sa paglabas (kontrol at pagsubaybay sa presyon ng gas ng makina), pagsubaybay sa gulong, pamamahala ng engine , at mga suspension system dahil sa kanilang miniaturization, mataas na katumpakan, at pagiging maaasahan. Ang mga high end na kotse ay karaniwang may daan-daang sensor, kabilang ang 30-50 MEMS sensor, kung saan humigit-kumulang 10 ay MEMS pressure sensor. Ang mga sensor na ito ay maaaring magbigay ng kritikal na data upang matulungan ang mga manufacturer ng kotse na i-optimize ang performance ng engine, pagbutihin ang fuel efficiency, at pataasin ang kaligtasan sa pagmamaneho.

Consumer electronics:

Sa pagbuo ng mga application tulad ng 3D navigation, motion monitoring, at health monitoring, ang paggamit ng MEMS pressure sensors sa consumer electronics ay nagiging pangkaraniwan. Maaaring gamitin ang mga pressure sensor sa mga device gaya ng mga smartphone, tablet, at smartwatch para sa mga function gaya ng mga barometer, altimeter, at indoor navigation. Ang mga pressure sensor sa mga smart wearable device ay maaari ding subaybayan ang mga tagapagpahiwatig ng ehersisyo at kalusugan gaya ng tibok ng puso at pisikal na aktibidad, na nagbibigay ng mas tumpak na data. Bilang karagdagan, ang mga sensor ng presyon ng MEMS ay malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng mga drone at modelo ng sasakyang panghimpapawid, na nagbibigay ng impormasyon sa altitude at nakikipagtulungan sa mga navigation system upang makamit ang tumpak na kontrol sa paglipad.

Industriyang medikal:

Sa industriyang medikal, ang mga sensor ng presyon ng MEMS ay malawakang ginagamit sa iba't ibang mga medikal na aparato at mga sistema ng pagtuklas. Magagamit ang mga ito para sa pagtukoy ng presyon ng dugo, kontrol ng mga bentilador at respirator, pagsubaybay sa panloob na presyon, at mga sistema ng paghahatid ng gamot. Nagbibigay ang mga sensor na ito ng tumpak na mga sukat ng presyon upang matulungan ang mga manggagawang medikal sa pagsusuri at paggamot.

Industrial automation:

Sa larangan ng automation ng industriya, ginagamit ang mga sensor ng presyon ng MEMS upang subaybayan at kontrolin ang iba't ibang mga prosesong pang-industriya, at malawak itong ginagamit sa mga sistema ng tubo ng likido at gas, pagsubaybay sa antas, kontrol ng presyon, at pagsukat ng daloy. Ang mataas na katumpakan at pagiging maaasahan ng mga sensor na ito ay mahalaga upang matiyak ang katatagan at kaligtasan ng mga prosesong pang-industriya.

Aerospace:

Maaaring gamitin ang mga sensor ng presyon ng MEMS para sa aerodynamic performance testing ng aircraft at rockets, high-altitude pressure monitoring, meteorological data collection, at air pressure control ng aircraft at space-based na kagamitan. Ang miniaturization at magaan na katangian nito ay ginagawang perpekto para sa industriya ng aerospace upang matugunan ang hinihingi na mga kinakailangan sa kapaligiran.

4. Laki ng merkado ng sensor ng presyon ng MEMS

Hinimok ng malawakang pag-aampon sa iba't ibang industriya, ang laki ng merkado ng mga sensor ng presyon ng MEMS ay lumalaki nang malaki. Hinuhulaan ni Yole na lalago ang pandaigdigang sukat ng market ng sensor ng presyon ng MEMS mula US$1.684 bilyon hanggang US$2.215 bilyon sa 2019-2026, na may average na taunang compound growth rate na humigit-kumulang 5%; Ang mga pagpapadala ay tumaas mula 1.485 bilyong mga yunit hanggang 2.183 bilyong mga yunit, na may average na taunang compound growth rate na 4.9%. Sa pagtaas ng demand para sa tumpak at maaasahang mga solusyon sa pressure sensing, ang MEMS pressure sensor market ay inaasahang lalawak nang malaki sa mga darating na taon, na nagbibigay ng maraming pagkakataon para sa mga tagagawa at supplier sa larangang ito.