MEMS қысым сенсоры

1. MEMS қысым датчигі дегеніміз не

Қысым сенсоры өнеркәсіптік тәжірибеде жиі қолданылатын құрылғы, әдетте қысымға сезімтал элементтерден (серпімді сезімтал элементтер, орын ауыстыруға сезімтал элементтер) және сигналды өңдеу блоктарынан тұрады, жұмыс принципі әдетте қысымға сезімтал материалдардың өзгеруіне немесе деформациядан туындаған қысымға негізделген, ол қысым сигналын сезіне алады және қысым сигналын белгілі бір заңдарға сәйкес қолжетімді шығыс электрлік сигналға түрлендіре алады. Дәл өлшеу, бақылау және бақылау үшін, жоғары дәлдікпен, коррозияға төзімділікпен және ықшам конструкциямен әртүрлі қатал орталарға жарамды.

MEMS қысым сенсорлары, толық атауы: Микроэлектромеханикалық жүйе қысым датчигі, микроэлектрониканың озық технологиясы мен дәл микро өңдеу технологиясын біріктіреді. Микромеханикалық құрылым мен электронды схеманың үйлесімі арқылы монокристалды кремний пластиналары сияқты дәстүрлі жартылай өткізгіш материалдардан жасалған чип физикалық деформацияны немесе зарядтың жиналуын анықтау арқылы қысымды өлшеу үшін негізгі бөлік ретінде пайдаланылады. Содан кейін ол сезімтал бақылауды және қысымның өзгеруін дәл түрлендіруді жүзеге асыру үшін өңдеуге арналған электрлік сигналдарға түрлендіріледі. Оның негізгі артықшылығы MEMS қысым датчиктеріне дәлдік, өлшем, жауап беру жылдамдығы және энергия тұтыну тұрғысынан жоғары өнімділікті беретін шағын дизайнында жатыр.

2. MEMS қысым сенсорының сипаттамалары

MEMS қысым датчиктерін интегралды схемаларға ұқсас технологияларды пайдалана отырып, жоғары дәлдікті, арзан массалық өндіріске мүмкіндік беру арқылы жасауға және жасауға болады. Бұл қысымды басқаруды қарапайым, пайдаланушыға ыңғайлы және ақылды етіп, тұтынушылық электроника мен өнеркәсіптік процестерді басқару өнімдері үшін MEMS сенсорларын арзан жаппай пайдалануға есік ашады.

Дәстүрлі механикалық қысым датчиктері механикалық серпімді деформацияны электрлік шығысқа айналдыратын металл эластомерлерінің күш әсерінен деформациясына негізделген. Сондықтан олар MEMS қысым датчиктері сияқты интегралды схемалар сияқты кішкентай бола алмайды және олардың құны MEMS қысым датчиктерінен әлдеқайда жоғары. Дәстүрлі механикалық датчиктермен салыстырғанда, MEMS қысым датчиктерінің өлшемі кішірек, максимум бір сантиметрден аспайды. Дәстүрлі механикалық өндіріс технологиясымен салыстырғанда олардың экономикалық тиімділігі айтарлықтай жақсарды.

3. MEMS қысым сенсорын қолдану

Автомобиль өнеркәсібі:

Автокөлік саласы MEMS сенсорларының маңызды төменгі қолданбаларының бірі болып табылады. Автокөлік саласында MEMS қысым сенсорлары қауіпсіздік жүйелерінде (тежеу ​​жүйелерінің қысымын бақылау, қауіпсіздік жастықшаларының қысымын бақылау және соқтығысудан қорғау сияқты), шығарындыларды бақылау (қозғалтқыштың шығарынды газының қысымын бақылау және бақылау), шиналарды бақылау, қозғалтқышты басқаруда кеңінен қолданылады. , және суспензия жүйелері олардың миниатюризациясы, жоғары дәлдігі және сенімділігі арқасында. Жоғары деңгейлі автомобильдерде әдетте жүздеген сенсорлар бар, оның ішінде 30-50 MEMS сенсорлары, оның ішінде шамамен 10 MEMS қысым сенсорлары. Бұл сенсорлар автокөлік өндірушілеріне қозғалтқыш жұмысын оңтайландыруға, отын тиімділігін арттыруға және көлік жүргізу қауіпсіздігін арттыруға көмектесетін маңызды деректерді бере алады.

Тұрмыстық электроника:

3D навигациясы, қозғалысты бақылау және денсаулықты бақылау сияқты қосымшалардың дамуымен тұтынушылық электроникада MEMS қысым датчиктерін қолдану кең таралған. Смартфондар, планшеттер және смарт сағаттар сияқты құрылғылардағы қысым сенсорлары барометрлер, биіктік өлшегіштер және ішкі навигация сияқты функциялар үшін пайдаланылуы мүмкін. Ақылды киілетін құрылғылардағы қысым сенсорлары жүрек соғу жиілігі мен физикалық белсенділік сияқты жаттығулар мен денсаулық көрсеткіштерін бақылап, дәлірек деректер береді. Сонымен қатар, MEMS қысым сенсорлары дрондар мен ұшақ үлгілері сияқты салаларда кеңінен қолданылады, биіктік туралы ақпаратты қамтамасыз етеді және ұшуды дәл басқаруға қол жеткізу үшін навигациялық жүйелермен ынтымақтасады.

Медициналық өнеркәсіп:

Медициналық индустрияда MEMS қысым датчиктері әртүрлі медициналық құрылғыларда және анықтау жүйелерінде кеңінен қолданылады. Оларды қан қысымын анықтау, вентиляторлар мен респираторларды басқару, ішкі қысымды бақылау және дәрі-дәрмек жеткізу жүйелері үшін пайдалануға болады. Бұл сенсорлар диагностика мен емдеуде медицина қызметкерлеріне көмектесу үшін дәл қысымды өлшеуді қамтамасыз етеді.

Өнеркәсіптік автоматтандыру:

Өнеркәсіптік автоматтандыру саласында MEMS қысым датчиктері әртүрлі өндірістік процестерді бақылау және басқару үшін қолданылады және олар сұйық және газ құбырлары жүйелерінде, деңгейді бақылауда, қысымды бақылауда және ағынды өлшеуде кеңінен қолданылады. Бұл сенсорлардың жоғары дәлдігі мен сенімділігі өнеркәсіптік процестердің тұрақтылығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін өте маңызды.

Аэроғарыш:

MEMS қысым сенсорлары ұшақтар мен зымырандардың аэродинамикалық өнімділігін сынау, жоғары биіктіктегі қысымды бақылау, метеорологиялық деректерді жинау және әуе кемелері мен ғарыштық жабдықтың ауа қысымын бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін. Оның миниатюризациясы және жеңіл сипаттамалары оны аэроғарыш өнеркәсібі үшін қоршаған ортаның күрделі талаптарын қанағаттандыру үшін тамаша етеді.

4. MEMS қысым сенсорының нарық көлемі

Әртүрлі салаларда кеңінен қолданудың арқасында MEMS қысым датчиктерінің нарық көлемі айтарлықтай өсіп келеді. Йоле MEMS қысым сенсорларының жаһандық нарығының көлемі 2019-2026 жылдары 1,684 миллиард АҚШ долларынан 2,215 миллиард АҚШ долларына дейін өседі деп болжайды, бұл орташа жылдық қосынды өсу қарқыны шамамен 5% құрайды; жөнелтілімдер 1,485 млрд бірліктен 2,183 млрд бірлікке дейін өсті, орташа жылдық күрделі өсу қарқыны 4,9% құрады. Дәл және сенімді қысымды анықтау шешімдеріне сұраныстың артуымен MEMS қысым датчигі нарығы алдағы жылдарда айтарлықтай кеңейіп, осы саладағы өндірушілер мен жеткізушілерге көптеген мүмкіндіктер береді деп күтілуде.