Sensor de presión MEMS

1. ¿Qué es el sensor de presión MEMS?

El sensor de presión es un dispositivo comúnmente utilizado en la práctica industrial, generalmente compuesto por elementos sensibles a la presión (elementos sensibles a la presión, elementos sensibles al desplazamiento) y unidades de procesamiento de señales, el principio de funcionamiento generalmente se basa en el cambio de materiales sensibles a la presión o la presión causada por la deformación. puede sentir la señal de presión y puede convertir la señal de presión en una señal eléctrica de salida disponible de acuerdo con ciertas leyes. Para medición, control y monitoreo precisos, con alta precisión, resistencia a la corrosión y construcción compacta, adecuado para una variedad de entornos hostiles.

Sensores de presión MEMS, el nombre completo: sensor de presión del sistema microelectromecánico, integran tecnología microelectrónica de vanguardia y tecnología de micromecanizado de precisión. Mediante la combinación de estructura micromecánica y circuito electrónico, el chip fabricado con materiales semiconductores tradicionales, como obleas de silicio monocristalino, se utiliza como pieza principal para medir la presión detectando deformación física o acumulación de carga. Luego se convierte en señales eléctricas para procesarlas y realizar un monitoreo sensible y una conversión precisa de los cambios de presión. Su principal ventaja radica en su diseño miniaturizado, que proporciona a los sensores de presión MEMS un rendimiento superior en términos de precisión, tamaño, velocidad de respuesta y consumo de energía.

2. Características del sensor de presión MEMS

Los sensores de presión MEMS se pueden diseñar y fabricar utilizando tecnologías similares a los circuitos integrados, lo que permite una producción en masa de alta precisión y bajo costo. Esto abre la puerta al uso masivo y económico de sensores MEMS para electrónica de consumo y productos de control de procesos industriales, haciendo que el control de presión sea simple, fácil de usar e inteligente.

Los sensores de presión mecánicos tradicionales se basan en la deformación de elastómeros metálicos bajo fuerza, lo que convierte la deformación elástica mecánica en salida eléctrica. Por lo tanto, no pueden ser tan pequeños como los circuitos integrados como los sensores de presión MEMS, y su costo es mucho mayor que el de los sensores de presión MEMS. En comparación con los sensores mecánicos tradicionales, los sensores de presión MEMS tienen un tamaño más pequeño, cuyo máximo no supera el centímetro. En comparación con la tecnología de fabricación mecánica tradicional, su rentabilidad ha mejorado considerablemente.

3. Aplicación del sensor de presión MEMS

La industria automotriz:

El campo de la automoción es una de las aplicaciones posteriores importantes de los sensores MEMS. En el campo automotriz, los sensores de presión MEMS se usan ampliamente en sistemas de seguridad (como monitoreo de presión de sistemas de frenos, control de presión de bolsas de aire y protección contra colisiones), control de emisiones (control y monitoreo de presión de gases de emisión del motor), monitoreo de neumáticos, gestión del motor. y sistemas de suspensión debido a su miniaturización, alta precisión y confiabilidad. Los automóviles de alta gama suelen tener cientos de sensores, incluidos entre 30 y 50 sensores MEMS, de los cuales aproximadamente 10 son sensores de presión MEMS. Estos sensores pueden proporcionar datos críticos para ayudar a los fabricantes de automóviles a optimizar el rendimiento del motor, mejorar la eficiencia del combustible y aumentar la seguridad en la conducción.

Electrónica de consumo:

Con el desarrollo de aplicaciones como navegación 3D, monitoreo de movimiento y monitoreo de salud, la aplicación de sensores de presión MEMS en la electrónica de consumo se está volviendo cada vez más común. Los sensores de presión en dispositivos como teléfonos inteligentes, tabletas y relojes inteligentes se pueden utilizar para funciones como barómetros, altímetros y navegación en interiores. Los sensores de presión en los dispositivos portátiles inteligentes también pueden monitorear el ejercicio y los indicadores de salud, como la frecuencia cardíaca y la actividad física, proporcionando datos más precisos. Además, los sensores de presión MEMS se utilizan ampliamente en campos como drones y modelos de aviones, proporcionando información de altitud y colaborando con los sistemas de navegación para lograr un control de vuelo preciso.

Industria médica:

En la industria médica, los sensores de presión MEMS se utilizan ampliamente en diversos dispositivos médicos y sistemas de detección. Se pueden utilizar para la detección de la presión arterial, el control de ventiladores y respiradores, el monitoreo de la presión interna y los sistemas de administración de medicamentos. Estos sensores proporcionan mediciones de presión precisas para ayudar a los trabajadores médicos en el diagnóstico y tratamiento.

Automatización industrial:

En el campo de la automatización industrial, los sensores de presión MEMS se utilizan para monitorear y controlar diversos procesos industriales, y se usan ampliamente en sistemas de tuberías de líquidos y gases, monitoreo de nivel, control de presión y medición de flujo. La alta precisión y confiabilidad de estos sensores son esenciales para garantizar la estabilidad y seguridad de los procesos industriales.

Aeroespacial:

Los sensores de presión MEMS se pueden utilizar para pruebas de rendimiento aerodinámico de aeronaves y cohetes, monitoreo de presión a gran altitud, recopilación de datos meteorológicos y control de la presión del aire de aeronaves y equipos espaciales. Sus características de miniaturización y ligereza lo hacen ideal para que la industria aeroespacial cumpla con los exigentes requisitos ambientales.

4. Tamaño del mercado de sensores de presión MEMS

Impulsado por la adopción generalizada en diversas industrias, el tamaño del mercado de sensores de presión MEMS está creciendo significativamente. Yole predice que el tamaño del mercado mundial de sensores de presión MEMS crecerá de 1.684 mil millones de dólares a 2.215 mil millones de dólares en 2019-2026, con una tasa de crecimiento compuesta anual promedio de aproximadamente el 5%; los envíos aumentaron de 1.485 mil millones de unidades a 2.183 mil millones de unidades, con una tasa de crecimiento compuesta anual promedio del 4,9%. Con la creciente demanda de soluciones de detección de presión precisas y confiables, se espera que el mercado de sensores de presión MEMS se expanda significativamente en los próximos años, brindando muchas oportunidades para los fabricantes y proveedores en este campo.