MEMS senzor pritiska

MEMS senzori pritiska su apsolutna srž i glavna struja moderne tehnologije senzora pritiska. Predstavljaju revoluciju u minijaturizaciji, inteligenciji i niskoj cijeni.

 

MEMS, ili mikro-elektro-mehanički sistemi, odnosi se na minijaturne mehaničke i elektronske sisteme koji se proizvode na veliko na silikonskim pločicama korištenjem procesa proizvodnje integriranih kola (IC).

Jezgro MEMS senzora pritiska je mikrometarska{0}}silikonska dijafragma. Pritisak koji djeluje na ovu dijafragmu uzrokuje njenu deformaciju. Ova deformacija mijenja električne karakteristike integriranih senzorskih elemenata, a mjerenjem ovih električnih promjena može se izvesti vrijednost tlaka. Na osnovu senzorskog principa, oni se uglavnom dijele na sljedeće vrste:

• Princip: Piezorezistivni elementi se stvaraju na silikonskoj dijafragmi putem procesa dopinga i povezuju se tako da formiraju Wheatstoneov most. Kada se dijafragma deformiše pod pritiskom, vrednosti otpora se menjaju, što dovodi do toga da most emituje naponski signal proporcionalan pritisku.
• Karakteristike: zrela tehnologija, jednostavna struktura, veliki izlazni signal, niska cijena. To je najčešći i najekonomičniji tip MEMS senzora pritiska. Međutim, osjetljiv je na temperaturu i zahtijeva temperaturnu kompenzaciju.

• Princip: Silicijumska dijafragma deluje kao jedna ploča kondenzatora, formirajući minijaturni kondenzator sa drugom fiksnom pločom. Pritisak deformiše dijafragmu, menjajući rastojanje između dve ploče, uzrokujući na taj način promenu kapacitivnosti.
• Karakteristike: Mala potrošnja energije, visoka osjetljivost, dobre temperaturne karakteristike, jaka otpornost na preopterećenje. Često se koristi u mjernim poljima male{1}}i niskog{2}}pritiska.

• Princip: Pritisak mijenja napon u silikonskoj dijafragmi, što mijenja prirodnu frekvenciju minijaturnog rezonantnog snopa napravljenog na njoj. Pritisak se detektuje merenjem promene frekvencije.
• Karakteristike: Vrlo visoka preciznost, dobra stabilnost, digitalni izlaz (frekvencija). Međutim, struktura je složena, cijena je visoka i uglavnom se koristi u-industrijskim i svemirskim poljima visoke klase.

MEMS senzori pritiska se proizvode na silikonskim pločicama korištenjem standardnih poluvodičkih procesa (kao što su fotolitografija, jetkanje, difuzija, taloženje tankih{0}}filmova). Ključni korak je formiranje šupljine i dijafragme pod pritiskom, tipično korištenjem masovne mikromašinske obrade ili površinske mikromašinske obrade.

U poređenju sa tradicionalnim mehaničkim ili metalnim membranskim senzorima pritiska, MEMS senzori pritiska imaju ogromne prednosti:

• minijaturizacija:Veličina može biti mala kao milimetarska ili čak mikrometarska skala, što ih čini lakim za integraciju.
• Masovna proizvodnja i niska cijena:Proizvedeno istovremeno u hiljadama na pločicama, baš kao i čipovi, drastično smanjujući cijenu po senzoru.
• Visoka preciznost i visoka pouzdanost:Bez pokretnih dijelova, dug vijek trajanja.
• Mala potrošnja energije:Posebno pogodan za prijenosne uređaje{0}}na baterijama.
• inteligencija:Kola za kondicioniranje signala, mikroprocesori, temperaturni senzori, itd., mogu se lako integrirati na isti čip kao i senzorska jedinica, formirajući "Sistem-na-čipu" za postizanje samo-kompenzacije, samo-kalibracije i digitalnog izlaza.

Referentni pritisak je vakuum. Mjeri pritisak u odnosu na savršeni vakuum.

Primjene: visinomjeri, meteorološke stanice, vakuumski sistemi.

Referentni pritisak je trenutni atmosferski pritisak. Meri pritisak u odnosu na atmosferski pritisak. Obično ima otvor za ventilaciju u kućištu.

Primjene: Monitori krvnog tlaka, barometri, kontrola industrijskih procesa (npr. tlak u cjevovodu).

Primene: Merenje protoka, praćenje začepljenja filtera, merenje nivoa tečnosti.

Popularni tagovi: mems senzor pritiska, Kina dobavljači mems senzora pritiska