MEMS ճնշման սենսոր

1. Ինչ է MEMS ճնշման սենսորը

Ճնշման սենսորը արդյունաբերական պրակտիկայում սովորաբար օգտագործվող սարք է, որը սովորաբար բաղկացած է ճնշման զգայուն տարրերից (առաձգական զգայուն տարրեր, տեղաշարժման զգայուն տարրեր) և ազդանշանի մշակման միավորներից, աշխատանքի սկզբունքը սովորաբար հիմնված է ճնշման զգայուն նյութերի կամ դեֆորմացիայի հետևանքով առաջացած ճնշման փոփոխության վրա: այն կարող է զգալ ճնշման ազդանշանը և կարող է փոխակերպել ճնշման ազդանշանը հասանելի ելքային էլեկտրական ազդանշանի` համաձայն որոշակի օրենքների: Ճշգրիտ չափման, հսկողության և մոնիտորինգի համար, բարձր ճշգրտությամբ, կոռոզիոն դիմադրությամբ և կոմպակտ կառուցվածքով, հարմար է տարբեր կոշտ միջավայրերի համար:

MEMS ճնշման սենսորներ, լրիվ անվանումը՝ միկրոէլեկտրամեխանիկական համակարգի ճնշման սենսոր, ինտեգրված միկրոէլեկտրոնիկայի գերժամանակակից տեխնոլոգիա և ճշգրիտ միկրոմշակման տեխնոլոգիա: Միկրոմեխանիկական կառուցվածքի և էլեկտրոնային սխեմայի համակցության միջոցով ավանդական կիսահաղորդչային նյութերից պատրաստված չիպը, ինչպիսիք են միաբյուրեղ սիլիցիումային վաֆլիները, օգտագործվում է որպես ճնշումը չափելու հիմնական մաս՝ հայտնաբերելով ֆիզիկական դեֆորմացիա կամ լիցքի կուտակում: Այնուհետև այն վերածվում է էլեկտրական ազդանշանների՝ մշակման համար՝ իրականացնելու զգայուն մոնիտորինգ և ճնշման փոփոխությունների ճշգրիտ փոխակերպում: Դրա հիմնական առավելությունը փոքրացման դիզայնի մեջ է, որը MEMS ճնշման սենսորներին տալիս է բարձր արդյունավետություն՝ ճշգրտության, չափի, արձագանքման արագության և էներգիայի սպառման առումով:

2. MEMS ճնշման սենսորի բնութագրերը

MEMS ճնշման սենսորները կարող են նախագծվել և արտադրվել՝ օգտագործելով ինտեգրալ սխեմաներին նման տեխնոլոգիաներ, որոնք հնարավորություն են տալիս բարձր ճշգրտության և էժան զանգվածային արտադրություն: Սա դռներ է բացում սպառողական էլեկտրոնիկայի և արդյունաբերական գործընթացների վերահսկման արտադրանքի համար MEMS սենսորների էժան զանգվածային օգտագործման համար՝ դարձնելով ճնշման կառավարումը պարզ, օգտագործողի համար հարմար և խելացի:

Ավանդական մեխանիկական ճնշման սենսորների հիմքում ընկած են մետաղական էլաստոմերների դեֆորմացիան ուժի տակ, որը փոխակերպում է մեխանիկական առաձգական դեֆորմացիան էլեկտրական ելքի: Հետևաբար, դրանք չեն կարող լինել այնքան փոքր, որքան ինտեգրալ սխեմաները, որքան MEMS ճնշման սենսորները, և դրանց արժեքը շատ ավելի բարձր է, քան MEMS ճնշման սենսորները: Ավանդական մեխանիկական սենսորների համեմատ, MEMS ճնշման սենսորներն ունեն ավելի փոքր չափսեր, որոնց առավելագույնը չի գերազանցում մեկ սանտիմետրը: Ավանդական մեխանիկական արտադրության տեխնոլոգիայի համեմատ դրանց ծախսարդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվել է:

3. MEMS ճնշման սենսորի կիրառում

Ավտոմոբիլային արդյունաբերություն.

Ավտոմոբիլային ոլորտը MEMS սենսորների ներքևում գտնվող կարևոր կիրառություններից մեկն է: Ավտոմոբիլային ոլորտում MEMS ճնշման սենսորները լայնորեն օգտագործվում են անվտանգության համակարգերում (օրինակ՝ արգելակման համակարգերի ճնշման մոնիտորինգ, անվտանգության բարձիկների ճնշման վերահսկում և բախումից պաշտպանություն), արտանետումների վերահսկում (շարժիչի արտանետումների գազի ճնշման վերահսկում և մոնիտորինգ), անվադողերի մոնիտորինգ, շարժիչի կառավարում։ և կասեցման համակարգեր՝ շնորհիվ դրանց մանրացման, բարձր ճշգրտության և հուսալիության: Բարձրակարգ մեքենաները սովորաբար ունեն հարյուրավոր սենսորներ, ներառյալ 30-50 MEMS սենսորներ, որոնցից մոտ 10-ը MEMS ճնշման տվիչներ են: Այս սենսորները կարող են տրամադրել կարևոր տվյալներ՝ օգնելու մեքենաներ արտադրողներին օպտիմալացնել շարժիչի աշխատանքը, բարելավել վառելիքի արդյունավետությունը և բարձրացնել վարման անվտանգությունը:

Սպառողական էլեկտրոնիկա:

Ծրագրերի մշակմամբ, ինչպիսիք են 3D նավիգացիան, շարժման մոնիտորինգը և առողջության մոնիտորինգը, MEMS ճնշման սենսորների կիրառումը սպառողական էլեկտրոնիկայի մեջ գնալով ավելի տարածված է դառնում: Ճնշման սենսորները այնպիսի սարքերում, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, պլանշետները և խելացի ժամացույցները, կարող են օգտագործվել այնպիսի գործառույթների համար, ինչպիսիք են բարոմետրերը, բարձրաչափերը և ներքին նավիգացիան: Խելացի կրելի սարքերի ճնշման սենսորները կարող են նաև վերահսկել վարժությունը և առողջության ցուցանիշները, ինչպիսիք են սրտի զարկերը և ֆիզիկական ակտիվությունը՝ ապահովելով ավելի ճշգրիտ տվյալներ: Բացի այդ, MEMS ճնշման սենսորները լայնորեն օգտագործվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են անօդաչու սարքերը և ինքնաթիռների մոդելները՝ տրամադրելով բարձրության մասին տեղեկատվություն և համագործակցելով նավիգացիոն համակարգերի հետ՝ թռիչքի ճշգրիտ հսկողության հասնելու համար:

Բժշկական արդյունաբերություն.

Բժշկական արդյունաբերության մեջ MEMS ճնշման սենսորները լայնորեն օգտագործվում են տարբեր բժշկական սարքերում և հայտնաբերման համակարգերում: Դրանք կարող են օգտագործվել արյան ճնշման հայտնաբերման, օդափոխիչների և ռեսպիրատորների վերահսկման, ներքին ճնշման մոնիտորինգի և դեղերի առաքման համակարգերի համար: Այս սենսորները ապահովում են ճնշման ճշգրիտ չափումներ՝ օգնելու բուժաշխատողներին ախտորոշման և բուժման մեջ:

Արդյունաբերական ավտոմատացում.

Արդյունաբերական ավտոմատացման ոլորտում MEMS ճնշման տվիչները օգտագործվում են տարբեր արդյունաբերական գործընթացները վերահսկելու և վերահսկելու համար, և դրանք լայնորեն օգտագործվում են հեղուկ և գազային խողովակաշարերի համակարգերում, մակարդակի մոնիտորինգում, ճնշման վերահսկման և հոսքի չափման մեջ: Այս սենսորների բարձր ճշգրտությունն ու հուսալիությունը կարևոր են արդյունաբերական գործընթացների կայունությունն ու անվտանգությունն ապահովելու համար:

Օդատիեզերք:

MEMS ճնշման սենսորները կարող են օգտագործվել օդանավերի և հրթիռների աերոդինամիկ կատարողականության փորձարկման, բարձր բարձրության վրա ճնշման մոնիտորինգի, օդերևութաբանական տվյալների հավաքագրման և օդանավերի և տիեզերական սարքավորումների օդային ճնշման վերահսկման համար: Դրա մանրանկարչությունը և թեթև բնութագրերը այն իդեալական են դարձնում ավիատիեզերական արդյունաբերության համար՝ բավարարելու պահանջկոտ բնապահպանական պահանջները:

4. MEMS ճնշման սենսորի շուկայական չափը

Տարբեր ոլորտներում տարածված ընդունմամբ պայմանավորված՝ MEMS ճնշման սենսորների շուկայական չափը զգալիորեն աճում է: Յոլը կանխատեսում է, որ MEMS ճնշման սենսորների համաշխարհային շուկայի չափը կաճի 1,684 միլիարդ ԱՄՆ դոլարից մինչև 2,215 միլիարդ ԱՄՆ դոլար 2019-2026 թվականներին՝ բաղադրության միջին տարեկան աճի տեմպերով մոտավորապես 5%; բեռնափոխադրումները 1,485 մլրդ միավորից ավելացել են մինչև 2,183 մլրդ միավոր՝ 4,9% տարեկան միջին աճի տեմպերով: Ճնշման սենսորների ճշգրիտ և հուսալի լուծումների աճող պահանջարկով MEMS ճնշման սենսորների շուկան ակնկալվում է, որ զգալիորեն կընդլայնվի առաջիկա տարիներին՝ այս ոլորտում արտադրողների և մատակարարների համար շատ հնարավորություններ ապահովելով: