Датчик тиску MEMS

1. Що таке датчик тиску MEMS

Датчик тиску - це пристрій, який зазвичай використовується в промисловій практиці, зазвичай складається з чутливих до тиску елементів (пружних чутливих елементів, чутливих до переміщення елементів) і блоків обробки сигналів, принцип роботи зазвичай заснований на зміні чутливих до тиску матеріалів або тиску, викликаного деформацією, він може відчувати сигнал тиску та може перетворювати сигнал тиску в доступний вихідний електричний сигнал відповідно до певних законів. Для точного вимірювання, контролю та моніторингу з високою точністю, стійкістю до корозії та компактною конструкцією, що підходить для різноманітних суворих умов.

Датчики тиску MEMS, повна назва: датчик тиску мікроелектромеханічної системи, об’єднують передову технологію мікроелектроніки та технологію точної мікрообробки. Завдяки поєднанню мікромеханічної структури та електронної схеми чіп із традиційних напівпровідникових матеріалів, таких як монокристалічні кремнієві пластини, використовується як основна частина для вимірювання тиску шляхом виявлення фізичної деформації або накопичення заряду. Потім він перетворюється в електричні сигнали для обробки для здійснення чутливого моніторингу та точного перетворення змін тиску. Його основна перевага полягає в його мініатюрній конструкції, яка надає датчикам тиску MEMS чудові характеристики з точки зору точності, розміру, швидкості відгуку та споживання енергії.

2. Характеристики MEMS датчика тиску

Датчики тиску MEMS можуть бути розроблені та виготовлені з використанням технологій, подібних до інтегральних схем, що забезпечує високоточне та недороге масове виробництво. Це відкриває двері для недорогого масового використання датчиків MEMS для споживчої електроніки та продуктів управління промисловими процесами, роблячи контроль тиску простим, зручним і інтелектуальним.

Традиційні механічні датчики тиску засновані на деформації металевих еластомерів під дією сили, яка перетворює механічну пружну деформацію в електричний вихід. Тому вони не можуть бути такими ж маленькими, як інтегральні схеми, як датчики тиску MEMS, і їх вартість набагато вища, ніж датчики тиску MEMS. Порівняно з традиційними механічними датчиками, датчики тиску MEMS мають менший розмір, максимальний розмір якого не перевищує одного сантиметра. Порівняно з традиційною технологією механічного виробництва, їх економічна ефективність значно покращена.

3. Застосування датчика тиску MEMS

Автомобільна промисловість:

Автомобільна галузь є одним із важливих подальших застосувань датчиків MEMS. В автомобільній галузі датчики тиску MEMS широко використовуються в системах безпеки (таких як моніторинг тиску в гальмівних системах, контроль тиску подушок безпеки та захист від зіткнень), контролю викидів (контроль і моніторинг тиску викидів двигуна), моніторингу шин, керування двигуном , і підвісних систем завдяки їх мініатюрності, високій точності та надійності. Автомобілі високого класу зазвичай мають сотні датчиків, у тому числі 30-50 датчиків MEMS, з яких приблизно 10 є датчиками тиску MEMS. Ці датчики можуть надавати важливі дані, щоб допомогти виробникам автомобілів оптимізувати продуктивність двигуна, підвищити економію палива та підвищити безпеку водіння.

Побутова електроніка:

З розвитком таких додатків, як 3D-навігація, моніторинг руху та моніторинг стану, застосування датчиків тиску MEMS у побутовій електроніці стає все більш поширеним. Датчики тиску в таких пристроях, як смартфони, планшети та розумні годинники, можна використовувати для таких функцій, як барометри, висотоміри та навігація в приміщенні. Датчики тиску в розумних носимих пристроях також можуть відстежувати фізичні вправи та показники здоров’я, такі як частота серцевих скорочень і фізична активність, надаючи більш точні дані. Крім того, датчики тиску MEMS широко використовуються в таких сферах, як дрони та моделі літаків, надаючи інформацію про висоту та співпрацюючи з навігаційними системами для досягнення точного керування польотом.

Медична промисловість:

У медичній промисловості датчики тиску MEMS широко використовуються в різних медичних пристроях і системах виявлення. Їх можна використовувати для визначення артеріального тиску, керування апаратами штучної вентиляції легенів і респіраторами, моніторингу внутрішнього тиску та систем доставки ліків. Ці датчики забезпечують точні вимірювання тиску, щоб допомогти медичним працівникам у діагностиці та лікуванні.

Промислова автоматизація:

У галузі промислової автоматизації датчики тиску MEMS використовуються для моніторингу та керування різними промисловими процесами, і вони широко використовуються в системах трубопроводів для рідини та газу, моніторингу рівня, контролю тиску та вимірювання витрати. Висока точність і надійність цих датчиків є важливими для забезпечення стабільності та безпеки промислових процесів.

Аерокосмічна:

Датчики тиску MEMS можна використовувати для перевірки аеродинамічних характеристик літаків і ракет, моніторингу тиску на великій висоті, збору метеорологічних даних і контролю тиску повітря літаків і космічного обладнання. Його мініатюрність і легкі характеристики роблять його ідеальним для аерокосмічної промисловості, щоб відповідати високим екологічним вимогам.

4. Розмір ринку датчиків тиску MEMS

Завдяки широкому застосуванню в різних галузях промисловості розмір ринку датчиків тиску MEMS значно зростає. Йол прогнозує, що глобальний ринок датчиків тиску MEMS зросте з 1,684 мільярда доларів США до 2,215 мільярда доларів США у 2019-2026 роках, із середньорічним темпом зростання складеного приблизно 5%; поставки зросли з 1,485 мільярда одиниць до 2,183 мільярда одиниць із середньорічним темпом зростання на 4,9%. Зі зростанням попиту на точні та надійні рішення для вимірювання тиску очікується, що ринок датчиків тиску MEMS значно розшириться в найближчі роки, надаючи багато можливостей для виробників і постачальників у цій галузі.