MEMS წნევის სენსორი

1. რა არის MEMS წნევის სენსორი

წნევის სენსორი არის მოწყობილობა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება სამრეწველო პრაქტიკაში, როგორც წესი, შედგება წნევის მგრძნობიარე ელემენტებისაგან (ელასტიური მგრძნობიარე ელემენტები, გადაადგილების მგრძნობიარე ელემენტები) და სიგნალის დამუშავების ერთეული, მუშაობის პრინციპი, როგორც წესი, ეფუძნება წნევის მგრძნობიარე მასალების ცვლილებას ან დეფორმაციის შედეგად გამოწვეულ წნევას. მას შეუძლია იგრძნოს წნევის სიგნალი და შეუძლია გადაიყვანოს წნევის სიგნალი ხელმისაწვდომ გამომავალ ელექტრულ სიგნალად გარკვეული კანონების მიხედვით. ზუსტი გაზომვის, კონტროლისა და მონიტორინგისთვის, მაღალი სიზუსტით, კოროზიის წინააღმდეგობით და კომპაქტური კონსტრუქციით, შესაფერისია სხვადასხვა მკაცრი გარემოსთვის.

MEMS წნევის სენსორები, სრული სახელი: მიკროელექტრომექანიკური სისტემის წნევის სენსორი, ინტეგრირებული უახლესი მიკროელექტრონული ტექნოლოგია და ზუსტი მიკროდამუშავების ტექნოლოგია. მიკრომექანიკური სტრუქტურისა და ელექტრონული სქემის კომბინაციით, ტრადიციული ნახევარგამტარული მასალებისგან დამზადებული ჩიპი, როგორიცაა მონოკრისტალური სილიკონის ვაფლი, გამოიყენება როგორც ძირითადი ნაწილი წნევის გასაზომად ფიზიკური დეფორმაციის ან მუხტის დაგროვების გამოვლენით. შემდეგ ის გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალებად დამუშავებისთვის, რათა განხორციელდეს მგრძნობიარე მონიტორინგი და წნევის ცვლილებების ზუსტი კონვერტაცია. მისი მთავარი უპირატესობა მდგომარეობს მის მინიატურულ დიზაინში, რომელიც აძლევს MEMS წნევის სენსორებს უმაღლეს ეფექტურობას სიზუსტის, ზომის, რეაგირების სიჩქარისა და ენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით.

2. MEMS წნევის სენსორის მახასიათებლები

MEMS წნევის სენსორების დაპროექტება და დამზადება შესაძლებელია ინტეგრირებული სქემების მსგავსი ტექნოლოგიების გამოყენებით, რაც უზრუნველყოფს მაღალი სიზუსტის, დაბალფასიანი მასობრივი წარმოების საშუალებას. ეს ხსნის MEMS სენსორების იაფფასიან მასობრივ გამოყენებას სამომხმარებლო ელექტრონიკისა და სამრეწველო პროცესის კონტროლის პროდუქტებისთვის, რაც წნევის კონტროლს მარტივს, მოსახერხებელი და ინტელექტუალური ხდის.

ტრადიციული მექანიკური წნევის სენსორები დაფუძნებულია ლითონის ელასტომერების დეფორმაციაზე ძალის ქვეშ, რაც გარდაქმნის მექანიკურ ელასტიურ დეფორმაციას ელექტრო გამომავალში. აქედან გამომდინარე, ისინი არ შეიძლება იყოს ისეთივე პატარა, როგორც ინტეგრირებული სქემები, როგორც MEMS წნევის სენსორები და მათი ღირებულება გაცილებით მაღალია, ვიდრე MEMS წნევის სენსორები. ტრადიციულ მექანიკურ სენსორებთან შედარებით, MEMS წნევის სენსორებს აქვთ უფრო მცირე ზომა, მაქსიმალური არ აღემატება ერთ სანტიმეტრს. ტრადიციული მექანიკური წარმოების ტექნოლოგიასთან შედარებით, მათი ხარჯ-ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია.

3. MEMS წნევის სენსორის გამოყენება

საავტომობილო ინდუსტრია:

საავტომობილო სფერო არის MEMS სენსორების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პროგრამა. საავტომობილო სფეროში, MEMS წნევის სენსორები ფართოდ გამოიყენება უსაფრთხოების სისტემებში (როგორიცაა დამუხრუჭების სისტემების წნევის მონიტორინგი, აირბალიშების წნევის კონტროლი და შეჯახებისგან დაცვა), ემისიის კონტროლი (ძრავის გაზების წნევის კონტროლი და მონიტორინგი), საბურავების მონიტორინგი, ძრავის მართვა. და დაკიდების სისტემები მათი მინიატურიზაციის, მაღალი სიზუსტისა და საიმედოობის გამო. მაღალი კლასის მანქანებს ჩვეულებრივ აქვთ ასობით სენსორი, მათ შორის 30-50 MEMS სენსორი, რომელთაგან დაახლოებით 10 არის MEMS წნევის სენსორი. ამ სენსორებს შეუძლიათ უზრუნველყონ კრიტიკული მონაცემები, რათა დაეხმარონ მანქანის მწარმოებლებს ძრავის მუშაობის ოპტიმიზაციაში, საწვავის ეფექტურობის გაუმჯობესებასა და მართვის უსაფრთხოების გაზრდის მიზნით.

სამომხმარებლო ელექტრონიკა:

ისეთი აპლიკაციების განვითარებით, როგორიცაა 3D ნავიგაცია, მოძრაობის მონიტორინგი და ჯანმრთელობის მონიტორინგი, MEMS წნევის სენსორების გამოყენება სამომხმარებლო ელექტრონიკაში სულ უფრო გავრცელებული ხდება. წნევის სენსორები მოწყობილობებში, როგორიცაა სმარტფონები, ტაბლეტები და ჭკვიანი საათები, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი ფუნქციებისთვის, როგორიცაა ბარომეტრები, სიმაღლეები და შიდა ნავიგაცია. ჭკვიან ტარებად მოწყობილობებში წნევის სენსორებს შეუძლიათ აგრეთვე აკონტროლონ ვარჯიში და ჯანმრთელობის ინდიკატორები, როგორიცაა გულისცემა და ფიზიკური აქტივობა, რაც უზრუნველყოფს უფრო ზუსტ მონაცემებს. გარდა ამისა, MEMS წნევის სენსორები ფართოდ გამოიყენება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა დრონები და თვითმფრინავების მოდელები, უზრუნველყოფენ ინფორმაციას სიმაღლის შესახებ და თანამშრომლობენ სანავიგაციო სისტემებთან ფრენის ზუსტი კონტროლის მისაღწევად.

სამედიცინო ინდუსტრია:

სამედიცინო ინდუსტრიაში, MEMS წნევის სენსორები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამედიცინო მოწყობილობებსა და გამოვლენის სისტემებში. ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას არტერიული წნევის გამოვლენისთვის, ვენტილატორებისა და რესპირატორების კონტროლისთვის, შიდა წნევის მონიტორინგისთვის და წამლების მიწოდების სისტემებისთვის. ეს სენსორები უზრუნველყოფს წნევის ზუსტ გაზომვას, რათა დაეხმაროს სამედიცინო მუშაკებს დიაგნოსტიკასა და მკურნალობაში.

სამრეწველო ავტომატიზაცია:

სამრეწველო ავტომატიზაციის სფეროში, MEMS წნევის სენსორები გამოიყენება სხვადასხვა სამრეწველო პროცესების მონიტორინგისა და კონტროლისთვის, და ისინი ფართოდ გამოიყენება თხევადი და გაზის მილების სისტემებში, დონის მონიტორინგში, წნევის კონტროლსა და ნაკადის გაზომვაში. ამ სენსორების მაღალი სიზუსტე და საიმედოობა აუცილებელია სამრეწველო პროცესების სტაბილურობისა და უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.

აერონავტიკა:

MEMS წნევის სენსორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თვითმფრინავებისა და რაკეტების აეროდინამიკური მუშაობის შესამოწმებლად, მაღალ სიმაღლეზე წნევის მონიტორინგისთვის, მეტეოროლოგიური მონაცემების შეგროვებისა და საჰაერო წნევის კონტროლისთვის თვითმფრინავებისა და კოსმოსური აღჭურვილობისთვის. მისი მინიატურიზაცია და მსუბუქი მახასიათებლები ხდის მას კოსმოსური ინდუსტრიისთვის იდეალური გარემოსდაცვითი მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

4. MEMS წნევის სენსორის ბაზრის ზომა

სხვადასხვა ინდუსტრიებში ფართო გავრცელებით გამოწვეული, MEMS წნევის სენსორების ბაზრის ზომა მნიშვნელოვნად იზრდება. Yole პროგნოზირებს, რომ გლობალური MEMS წნევის სენსორის ბაზრის ზომა გაიზრდება 1,684 მილიარდი აშშ დოლარიდან 2,215 მილიარდ აშშ დოლარამდე 2019-2026 წლებში, საშუალო წლიური ნაერთის ზრდის ტემპით დაახლოებით 5%; გადაზიდვები გაიზარდა 1,485 მილიარდი ერთეულიდან 2,183 მილიარდ ერთეულამდე, საშუალო წლიური ნაერთის ზრდის ტემპით 4,9%. ზუსტი და სანდო წნევის სენსორების გადაწყვეტილებებზე მზარდი მოთხოვნის გამო, მოსალოდნელია, რომ MEMS წნევის სენსორების ბაზარი მნიშვნელოვნად გაფართოვდება უახლოეს წლებში, რაც ბევრ შესაძლებლობას აძლევს მწარმოებლებსა და მომწოდებლებს ამ სფეროში.