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MEMS传感器向集成化智能化发展

导读: 与传统的传感器技术相比,MEMS体积小、重量轻、成本低、能耗低、可靠性高、易于批量生产、智能化高。现在正处于高速发展期。

  OFweek仪器仪表网讯,受益于我国汽车电子、新型数字消费电子和医疗电子等产业的快速发展,国内市场对传感器的需求呈现出快速增长的态势。据中国电子信息产业发展研究院预测,未来五年国内传感器市场年复合增长率将超30%。汽车、物流、矿业探勘、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快。总体来看,中国传感器市场前景广阔。

  在此背景下,以MEMS为代表的智能传感器技术得到了快速的发展。与传统的传感器技术相比,MEMS体积小、重量轻、成本低、能耗低、可靠性高、易于批量生产、智能化高。现在正处于高速发展期。而作为微机械IC行业的先锋,ADI公司20多年来一直都是MEMS创新产品的领导者,不仅提供全面的惯性检测解决方案,包括iMEMS加速度计和陀螺仪、iSensor™ 智能传感器以及惯性测量单元(IMU);同时MEMS技术还简化了运动检测在工业、医疗、消费电子、通信和汽车等众多领域中的应用,深受全球的市场领先公司欢迎。

MEMS传感器向集成化智能化发展

MEMS芯片结构,检测加速度和旋转

  ADI微机械产品线高级应用工程师赵延辉表示,众多新兴机遇的涌现客观上促进MEMS技术的创新。技术发展的主要趋势为:强调MEMS的系统性和传感器、处理与识别的协调发展,突破传感器同信息处理与识别技术与系统的研究、开发、生产、应用和改进分离的体制,按照信息论与系统论,应用工程的方法,同计算机技术和通讯技术协同发展。

MEMS传感器向集成化智能化发展

赵延辉ADI微机械产品线高级应用工程师

  MEMS技术在未来的发展主要表现在以下几个方面:第一,微型化的同时降低功耗。将会出现微米甚至纳米级别的微型器件,同时降低功耗;第二,微型化的同时提高精度,将MEMS加速度计做到石英加速度计的噪声特性,保证MEMS陀螺仪小体积的同时获得光纤陀螺仪的零偏稳定性,且可提供远优于光纤陀螺仪的抗冲击特性;第三,集成化及智能化趋势,即MEMS与IC的集成制造技术及多参量MEMS传感器的集成制造技术得到发展,以及在集成化基础上使得信号检测具有一定的自动化。这些趋势要求半导体厂商提供更高精度、稳定性更好、更智能的高集成度MEMS传感器模块。基于此,ADI继续将重点放在开发MEMS传感器的核心技术,以提供最好的工业级加速度计和陀螺仪。同时,ADI还将继续提供更多高集成度的MEMS传感器,以适应不同市场的需求。

  在具体应用领域,赵延辉介绍到,ADI可以针对不同的运动监测,提供完整的信号链解决方案。比如振动监测,一般需要三轴加速度传感器,而后用ADC采样加速度数据,再用CPU对加速度数据做FFT处理,以分析振动频率,而这些功能都可以用我们一颗芯片如ADIS16228实现。再比如导航应用,一般需要三轴的加速度计来测量速度和位移,三轴的陀螺仪来测量航向角,俯仰角,滚转角的变化,三轴的磁力计来测量初始方位,一个气压计来测量高度变化,传统的解决方案是需要用户自己搭建正交系统,而后再做传感器调理,补偿,校准等工作。现在只需要用ADI的十自由度IMU如ADIS16480即可实现单芯片的解决方案。

MEMS传感器向集成化智能化发展

ADIS16480:10自由度高精度MEMSIMU

  同时,ADI的MEMS产品不只是关注基本运动检测或新颖的功能,更关注至关重要的系统性能参数,安全和可靠性,以及在极端环境下的芯片性能。比如我们新一代的四核陀螺仪ADXRS453,ADXRS646等,可以提供出色的振动抑制特性,在有外界振动干扰的情况下依然可以保证精度输出。再比如我们的双轴加速度计ADXL206,在高温175°C的环境下,依然可以保持灵敏度,噪声和零点精度等关键性能。

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