MEMS Senzor de presiune

1. Ce este senzorul de presiune MEMS

Senzorul de presiune este un dispozitiv utilizat în mod obișnuit în practica industrială, compus de obicei din elemente sensibile la presiune (elemente sensibile elastice, elemente sensibile la deplasare) și unități de procesare a semnalului, principiul de lucru se bazează de obicei pe schimbarea materialelor sensibile la presiune sau a presiunii cauzate de deformare, poate simți semnalul de presiune și poate converti semnalul de presiune într-un semnal electric de ieșire disponibil în conformitate cu anumite legi. Pentru măsurare, control și monitorizare precise, cu înaltă precizie, rezistență la coroziune și construcție compactă, potrivite pentru o varietate de medii dure.

Senzori de presiune MEMS, numele complet: Senzor de presiune a sistemului microelectro-mecanic, integrează tehnologia de ultimă oră în microelectronica și tehnologia de microprelucrare de precizie. Prin combinarea structurii micro-mecanice și a circuitului electronic, cipul realizat din materiale semiconductoare tradiționale, cum ar fi plachetele de siliciu monocristalin, este utilizat ca parte principală pentru măsurarea presiunii prin detectarea deformării fizice sau a acumulării de sarcină. Acesta este apoi convertit în semnale electrice pentru procesare pentru a realiza monitorizarea sensibilă și conversia precisă a modificărilor de presiune. Avantajul său principal constă în designul său de miniaturizare, care oferă senzorilor de presiune MEMS performanțe superioare în ceea ce privește precizia, dimensiunea, viteza de răspuns și consumul de energie.

2. Caracteristicile senzorului de presiune MEMS

Senzorii de presiune MEMS pot fi proiectați și fabricați folosind tehnologii similare cu circuitele integrate, permițând producția de masă de înaltă precizie și la costuri reduse. Acest lucru deschide ușa pentru utilizarea în masă la costuri reduse a senzorilor MEMS pentru electronice de larg consum și produse de control al proceselor industriale, făcând controlul presiunii simplu, ușor de utilizat și inteligent.

Senzorii de presiune mecanici tradiționali se bazează pe deformarea elastomerilor metalici sub forță, care transformă deformarea elastică mecanică în ieșire electrică. Prin urmare, nu pot fi la fel de mici ca circuitele integrate precum senzorii de presiune MEMS, iar costul lor este mult mai mare decât senzorii de presiune MEMS. În comparație cu senzorii mecanici tradiționali, senzorii de presiune MEMS au o dimensiune mai mică, maximul nu depășind un centimetru. În comparație cu tehnologia tradițională de fabricație mecanică, rentabilitatea acestora este mult îmbunătățită.

3. Aplicarea senzorului de presiune MEMS

Industria auto:

Domeniul auto este una dintre aplicațiile importante din aval ale senzorilor MEMS. În domeniul auto, senzorii de presiune MEMS sunt utilizați pe scară largă în sistemele de siguranță (cum ar fi monitorizarea presiunii sistemelor de frânare, controlul presiunii airbag-urilor și protecția împotriva coliziunilor), controlul emisiilor (controlul și monitorizarea presiunii gazelor emise de motor), monitorizarea anvelopelor, managementul motorului , și sistemele de suspensie datorită miniaturizării, preciziei și fiabilității lor. Mașinile high-end au de obicei sute de senzori, inclusiv 30-50 de senzori MEMS, dintre care aproximativ 10 sunt senzori de presiune MEMS. Acești senzori pot furniza date critice pentru a ajuta producătorii de mașini să optimizeze performanța motorului, să îmbunătățească eficiența consumului de combustibil și să mărească siguranța la volan.

Electronice de consum:

Odată cu dezvoltarea de aplicații precum navigarea 3D, monitorizarea mișcării și monitorizarea sănătății, aplicarea senzorilor de presiune MEMS în electronicele de larg consum devine din ce în ce mai comună. Senzorii de presiune din dispozitive precum smartphone-uri, tablete și ceasuri inteligente pot fi utilizați pentru funcții precum barometre, altimetre și navigare în interior. Senzorii de presiune din dispozitivele inteligente portabile pot monitoriza, de asemenea, indicatorii de exercițiu și sănătate, cum ar fi ritmul cardiac și activitatea fizică, oferind date mai precise. În plus, senzorii de presiune MEMS sunt utilizați pe scară largă în domenii precum dronele și modelele de aeronave, oferind informații despre altitudine și colaborând cu sistemele de navigație pentru a obține un control precis al zborului.

Industria medicala:

În industria medicală, senzorii de presiune MEMS sunt utilizați pe scară largă în diferite dispozitive medicale și sisteme de detectare. Ele pot fi utilizate pentru detectarea tensiunii arteriale, controlul ventilatoarelor și aparatelor respiratorii, monitorizarea presiunii interne și sistemele de administrare a medicamentelor. Acești senzori oferă măsurători precise de presiune pentru a ajuta lucrătorii medicali în diagnostic și tratament.

Automatizare industriala:

În domeniul automatizării industriale, senzorii de presiune MEMS sunt utilizați pentru a monitoriza și controla diferite procese industriale și sunt utilizați pe scară largă în sistemele de conducte de lichid și gaz, monitorizarea nivelului, controlul presiunii și măsurarea debitului. Precizia ridicată și fiabilitatea acestor senzori sunt esențiale pentru a asigura stabilitatea și siguranța proceselor industriale.

Aerospațial:

Senzorii de presiune MEMS pot fi utilizați pentru testarea performanței aerodinamice a aeronavelor și rachetelor, monitorizarea presiunii la altitudine mare, colectarea de date meteorologice și controlul presiunii atmosferice a aeronavelor și a echipamentelor spațiale. Caracteristicile sale de miniaturizare și ușurință îl fac ideal pentru industria aerospațială pentru a îndeplini cerințele de mediu exigente.

4. Dimensiunea pieței senzorului de presiune MEMS

Impulsat de adoptarea pe scară largă în diverse industrii, dimensiunea pieței senzorilor de presiune MEMS crește semnificativ. Yole prezice că dimensiunea pieței globale a senzorilor de presiune MEMS va crește de la 1,684 miliarde USD la 2,215 miliarde USD în 2019-2026, cu o rată medie anuală de creștere compusă de aproximativ 5%; livrările au crescut de la 1,485 miliarde de unități la 2,183 miliarde de unități, cu o rată medie anuală de creștere compusă de 4,9%. Odată cu creșterea cererii pentru soluții precise și fiabile de detectare a presiunii, piața senzorilor de presiune MEMS este de așteptat să se extindă semnificativ în următorii ani, oferind multe oportunități producătorilor și furnizorilor din acest domeniu.