Sensor de pressão MEMS

1. O que é sensor de pressão MEMS

Sensor de pressão é um dispositivo comumente utilizado na prática industrial, geralmente composto por elementos sensíveis à pressão (elementos sensíveis à pressão, elementos sensíveis ao deslocamento) e unidades de processamento de sinal, o princípio de funcionamento geralmente é baseado na mudança de materiais sensíveis à pressão ou pressão causada por deformação, ele pode sentir o sinal de pressão e pode converter o sinal de pressão em um sinal elétrico de saída disponível de acordo com certas leis. Para medição, controle e monitoramento precisos, com alta precisão, resistência à corrosão e construção compacta, adequado para uma variedade de ambientes agressivos.

Sensores de pressão MEMS, o nome completo: Sensor de pressão do sistema microeletromecânico, integram tecnologia microeletrônica de ponta e tecnologia de microusinagem de precisão. Através da combinação de estrutura micromecânica e circuito eletrônico, o chip feito de materiais semicondutores tradicionais, como wafers de silício monocristalino, é usado como peça principal para medir a pressão, detectando deformação física ou acúmulo de carga. Em seguida, ele é convertido em sinais elétricos para processamento, a fim de realizar monitoramento sensível e conversão precisa de mudanças de pressão. Sua principal vantagem está no design de miniaturização, que proporciona aos sensores de pressão MEMS desempenho superior em termos de precisão, tamanho, velocidade de resposta e consumo de energia.

2. Características do sensor de pressão MEMS

Os sensores de pressão MEMS podem ser projetados e fabricados usando tecnologias semelhantes aos circuitos integrados, permitindo produção em massa de alta precisão e baixo custo. Isso abre a porta para o uso em massa de sensores MEMS de baixo custo para produtos eletrônicos de consumo e produtos de controle de processos industriais, tornando o controle de pressão simples, fácil de usar e inteligente.

Os sensores de pressão mecânica tradicionais baseiam-se na deformação de elastômeros metálicos sob força, que converte a deformação elástica mecânica em saída elétrica. Portanto, eles não podem ser tão pequenos quanto circuitos integrados como os sensores de pressão MEMS, e seu custo é muito maior que os sensores de pressão MEMS. Comparados aos sensores mecânicos tradicionais, os sensores de pressão MEMS possuem um tamanho menor, com o máximo não ultrapassando um centímetro. Em comparação com a tecnologia de fabricação mecânica tradicional, sua relação custo-benefício é bastante melhorada.

3. Aplicação do sensor de pressão MEMS

A indústria automotiva:

O campo automotivo é uma das importantes aplicações downstream dos sensores MEMS. No campo automotivo, os sensores de pressão MEMS são amplamente utilizados em sistemas de segurança (como monitoramento de pressão de sistemas de freio, controle de pressão de airbags e proteção contra colisão), controle de emissões (controle e monitoramento de pressão de gases de emissão de motor), monitoramento de pneus, gerenciamento de motor e sistemas de suspensão devido à sua miniaturização, alta precisão e confiabilidade. Carros de última geração geralmente têm centenas de sensores, incluindo 30-50 sensores MEMS, dos quais cerca de 10 são sensores de pressão MEMS. Esses sensores podem fornecer dados críticos para ajudar os fabricantes de automóveis a otimizar o desempenho do motor, melhorar a eficiência do combustível e aumentar a segurança ao dirigir.

Eletrônicos de consumo:

Com o desenvolvimento de aplicações como navegação 3D, monitoramento de movimento e monitoramento de saúde, a aplicação de sensores de pressão MEMS em eletrônicos de consumo está se tornando cada vez mais comum. Sensores de pressão em dispositivos como smartphones, tablets e smartwatches podem ser usados ​​para funções como barômetros, altímetros e navegação interna. Os sensores de pressão em dispositivos vestíveis inteligentes também podem monitorar indicadores de exercício e saúde, como frequência cardíaca e atividade física, fornecendo dados mais precisos. Além disso, os sensores de pressão MEMS são amplamente utilizados em áreas como drones e modelos de aeronaves, fornecendo informações de altitude e colaborando com sistemas de navegação para obter um controle de voo preciso.

Indústria médica:

Na indústria médica, os sensores de pressão MEMS são amplamente utilizados em vários dispositivos médicos e sistemas de detecção. Eles podem ser usados ​​para detecção de pressão arterial, controle de ventiladores e respiradores, monitoramento de pressão interna e sistemas de administração de medicamentos. Esses sensores fornecem medições de pressão precisas para auxiliar os profissionais da área médica no diagnóstico e tratamento.

Automação industrial:

No campo da automação industrial, os sensores de pressão MEMS são usados ​​para monitorar e controlar diversos processos industriais e são amplamente utilizados em sistemas de tubulação de líquidos e gases, monitoramento de nível, controle de pressão e medição de vazão. A alta precisão e confiabilidade destes sensores são essenciais para garantir a estabilidade e segurança dos processos industriais.

Aeroespacial:

Os sensores de pressão MEMS podem ser usados ​​para testes de desempenho aerodinâmico de aeronaves e foguetes, monitoramento de pressão em grandes altitudes, coleta de dados meteorológicos e controle de pressão atmosférica de aeronaves e equipamentos espaciais. Suas características de miniaturização e leveza o tornam ideal para a indústria aeroespacial atender aos exigentes requisitos ambientais.

4. Tamanho do mercado do sensor de pressão MEMS

Impulsionado pela ampla adoção em vários setores, o tamanho do mercado de sensores de pressão MEMS está crescendo significativamente. Yole prevê que o tamanho do mercado global de sensores de pressão MEMS crescerá de US$ 1,684 bilhão para US$ 2,215 bilhões em 2019-2026, com uma taxa média anual de crescimento composta de aproximadamente 5%; as remessas aumentaram de 1,485 bilhão de unidades para 2,183 bilhões de unidades, com uma taxa média anual de crescimento composta de 4,9%. Com a crescente demanda por soluções de detecção de pressão precisas e confiáveis, espera-se que o mercado de sensores de pressão MEMS se expanda significativamente nos próximos anos, proporcionando muitas oportunidades para fabricantes e fornecedores nesta área.