Sensor de presión MEMS

1. Que é o sensor de presión MEMS

O sensor de presión é un dispositivo de uso común na práctica industrial, normalmente composto por elementos sensibles á presión (elementos sensibles elásticos, elementos sensibles ao desprazamento) e unidades de procesamento de sinal, o principio de funcionamento adoita basearse no cambio de materiais sensibles á presión ou presión causada pola deformación, pode sentir o sinal de presión e pode converter o sinal de presión nun sinal eléctrico de saída dispoñible segundo certas leis. Para medición, control e seguimento precisos, con alta precisión, resistencia á corrosión e construción compacta, axeitado para unha variedade de ambientes duros.

Sensores de presión MEMS, o nome completo: sensor de presión do sistema microelectromecánico, integran tecnoloxía de microelectrónica de vangarda e tecnoloxía de micromecanizado de precisión. A través da combinación de estrutura micromecánica e circuíto electrónico, o chip feito de materiais semicondutores tradicionais como as obleas de silicio monocristalino úsase como parte principal para medir a presión detectando a deformación física ou a acumulación de carga. Despois convértese en sinais eléctricos para procesar para realizar un seguimento sensible e unha conversión precisa dos cambios de presión. A súa vantaxe principal reside no seu deseño de miniaturización, que proporciona aos sensores de presión MEMS un rendemento superior en canto a precisión, tamaño, velocidade de resposta e consumo de enerxía.

2. Características do sensor de presión MEMS

Os sensores de presión MEMS pódense deseñar e fabricar utilizando tecnoloxías similares aos circuítos integrados, o que permite unha produción en masa de alta precisión e baixo custo. Isto abre a porta ao uso masivo de baixo custo dos sensores MEMS para produtos electrónicos de consumo e control de procesos industriais, facendo que o control de presión sexa sinxelo, sinxelo e intelixente.

Os sensores de presión mecánica tradicionais baséanse na deformación de elastómeros metálicos baixo forza, que converte a deformación elástica mecánica en saída eléctrica. Polo tanto, non poden ser tan pequenos como os circuítos integrados como os sensores de presión MEMS e o seu custo é moito maior que os sensores de presión MEMS. En comparación cos sensores mecánicos tradicionais, os sensores de presión MEMS teñen un tamaño máis pequeno, sendo o máximo que non supera un centímetro. En comparación coa tecnoloxía de fabricación mecánica tradicional, a súa rendibilidade é moito mellor.

3. Aplicación do sensor de presión MEMS

Industria do automóbil:

O campo da automoción é unha das aplicacións posteriores importantes dos sensores MEMS. No campo da automoción, os sensores de presión MEMS utilízanse amplamente en sistemas de seguridade (como a vixilancia da presión dos sistemas de freado, o control da presión dos airbags e a protección contra colisións), o control de emisións (control e vixilancia da presión de gases de emisión do motor), o seguimento de pneumáticos e a xestión do motor. , e sistemas de suspensión pola súa miniaturización, alta precisión e fiabilidade. Os coches de gama alta adoitan ter centos de sensores, incluíndo 30-50 sensores MEMS, dos cales uns 10 son sensores de presión MEMS. Estes sensores poden proporcionar datos críticos para axudar aos fabricantes de automóbiles a optimizar o rendemento do motor, mellorar a eficiencia do combustible e aumentar a seguridade na condución.

Electrónicos de consumo:

Co desenvolvemento de aplicacións como a navegación 3D, a vixilancia de movemento e a vixilancia da saúde, a aplicación de sensores de presión MEMS en produtos electrónicos de consumo é cada vez máis común. Os sensores de presión en dispositivos como teléfonos intelixentes, tabletas e reloxos intelixentes pódense utilizar para funcións como barómetros, altímetros e navegación interior. Os sensores de presión dos dispositivos portátiles intelixentes tamén poden controlar o exercicio e os indicadores de saúde, como a frecuencia cardíaca e a actividade física, proporcionando datos máis precisos. Ademais, os sensores de presión MEMS son amplamente utilizados en campos como drons e modelos de avións, proporcionando información de altitude e colaborando con sistemas de navegación para conseguir un control preciso do voo.

Industria médica:

Na industria médica, os sensores de presión MEMS son amplamente utilizados en varios dispositivos médicos e sistemas de detección. Pódense usar para a detección de presión arterial, control de ventiladores e respiradores, monitorización da presión interna e sistemas de administración de medicamentos. Estes sensores proporcionan medicións de presión precisas para axudar aos traballadores médicos no diagnóstico e tratamento.

Automatización industrial:

No campo da automatización industrial, os sensores de presión MEMS utilízanse para supervisar e controlar varios procesos industriais, e son amplamente utilizados en sistemas de tubaxes de líquidos e gas, monitorización de nivel, control de presión e medición de fluxo. A alta precisión e fiabilidade destes sensores son esenciais para garantir a estabilidade e seguridade dos procesos industriais.

Aeroespacial:

Os sensores de presión MEMS pódense utilizar para probas de rendemento aerodinámico de aeronaves e foguetes, seguimento da presión a gran altitude, recollida de datos meteorolóxicos e control da presión do aire de aeronaves e equipos baseados no espazo. A súa miniaturización e as súas características lixeiras fan que sexa ideal para a industria aeroespacial para cumprir cos esixentes requisitos ambientais.

4. Tamaño do mercado do sensor de presión MEMS

Impulsado pola adopción xeneralizada en varias industrias, o tamaño do mercado dos sensores de presión MEMS está crecendo significativamente. Yole prevé que o tamaño do mercado global de sensores de presión MEMS crecerá de 1.684 millóns de dólares a 2.215 millóns de dólares en 2019-2026, cunha taxa de crecemento composto anual media de aproximadamente o 5%; os envíos aumentaron de 1.485 millóns de unidades a 2.183 millóns de unidades, cunha taxa de crecemento composto anual media do 4,9%. Coa crecente demanda de solucións de detección de presión precisas e fiables, espérase que o mercado dos sensores de presión MEMS se expanda significativamente nos próximos anos, proporcionando moitas oportunidades para fabricantes e provedores neste campo.