MEMS传感器的发展
MEMS传感器的发展趋势及其应用
• 37•MEMS传感器是一种新型的传感器技术,是多学科领域交叉的前沿科技技术。
本文主要研究MEMS传感器国内及国外的发展现状和趋势以及主要的应用领域。
MEMS突出的优点是利用微电子技术把传感器、执行器和处理电路这三部分集成在一起,组成单片集成传感器或系统,更可以实现传感器芯片的大规模批量制造,已广泛用于信息、汽车、消费、工控等领域,并成为国际竞争的战略制高点。
1 目前国内外研究的现状1.1 国外研究现状究其传感器和MEMS的发展过程,二十世纪六十年代刚出现微加工器件,七十年代主要研究新的技术和扩展应用方面,八十年代系列生产更为复杂的器件,九十年代是集成敏感系统的发展,二OOO年以后无线微系统开始发展。
纵观二OOO年以后的MEMS传感器专利数据,得到以下的数据:虽然从二OOO年以后,MEMS传感器技术迅速发展,但是每个阶段都有各自独到的特点并且存在很大的差异。
为便于分析可以把它划分成三个阶段,二OOO至二OO六年称之为成长期,二OO七至二O一O年定义为发展期,二O一一年到现在被视为迅猛成长期。
伴随着MEMS市场需求的日益增长,可以预测到MEMS技术必定会以快速发展的状态并且一直保持快速地增长势头。
MEMS技术发展依赖与市场的需求,并且以市场需求为导向,它的发展快慢和所需的类型都和市场的所需密不可分。
上世纪九十年代末,随着MEMS技术越来越走向商业,该技术经历了起步期、生长期,大量的微传感器产物大量的冲入了市场。
随后二OOO至二OO 六年这六年期间,主要为汽车工业的发展,而汽车上需要的传感器之多,这其中主要以压力、加速度和热传感器为代表。
而二OO七至二O 一O年这三年,MEMS的发展可以说是进入了多元化阶段,虽然在从专利数量方面分析并没有发生很大的变化,但是应用领域却在不断的扩大、拓宽,例如:在航空航天技术、生物医药领域、医疗电子、消费电子和化工机械等方面,都逐渐展现出了MEMS传感器的影子。
与此同时,物联网和智能制造的成长在一定程度上起到了催促作用。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展【摘要】MEMS传感器和智能传感器在科技领域的发展备受关注。
本文首先介绍了MEMS传感器的技术原理和应用,以及智能传感器的特点和优势。
接着探讨了MEMS传感器和智能传感器在工业领域和智能穿戴设备中的广泛应用。
随着技术的不断创新,MEMS传感器和智能传感器的未来发展方向也被展望。
结论指出,MEMS传感器和智能传感器的发展已成为热门话题,未来将发挥更重要的作用。
这一领域的持续探索和发展为科技创新带来了无限可能,值得密切关注。
【关键词】MEMS传感器,智能传感器,技术原理,应用,工业领域,智能穿戴设备,未来发展方向,科技领域,创新1. 引言1.1 概述MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS传感器(Micro-Electro-Mechanical Systems Sensor)是一种具有微型机电系统结构的传感器,其尺寸在微米到毫米级别,具有高度集成化、小体积、低成本等特点。
而智能传感器则是指具有智能化功能的传感器,能够实现数据处理、通信和自主决策等功能。
两者在近年来得到了快速发展,成为科技领域中备受瞩目的研究方向。
随着科技的不断进步,MEMS传感器在手机、汽车、医疗设备等领域得到广泛应用。
其技术原理主要基于微型机电系统技术,通过微型加速度计、陀螺仪、压力传感器等实现对物理信号的检测和转换。
智能传感器则具有自适应性、智能化、网络化等优势,能够实时监测环境变化,为智能控制系统提供数据支持。
在工业领域,MEMS传感器和智能传感器的应用已经成为提高生产效率、降低能耗的有效手段。
在智能穿戴设备方面,MEMS传感器和智能传感器为智能手表、智能眼镜等设备提供了重要支撑,实现了健康监测、运动记录等功能。
未来,随着技术的不断创新,MEMS传感器和智能传感器将在更多领域发挥更加重要的作用,推动科技发展迈上新的台阶。
2. 正文2.1 MEMS传感器的技术原理和应用MEMS传感器是Micro-Electromechanical Systems的缩写,中文意思为微机电系统,是一种将微机电技术与传感器相结合的新型传感器。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)传感器是指微型电子机械系统传感器,它不仅将传感器、处理器、存储器等元器件集成在一个芯片上,而且尺寸短小,具有高度的集成度和精度,可以广泛应用于可穿戴设备、物联网等领域。
一、技术发展趋势1.集成度高:随着半导体工艺的不断进步,MEMS传感器的尺寸越来越小,集成度越来越高,可以实现更多的功能。
2.多功能化:传统的MEMS传感器只能实现单一的功能,如加速度、压力等,而现在的MEMS传感器可以同时实现多种功能,如加速度、陀螺仪、气压等,实现多元化的数据采集。
3.无线化:作为物联网发展的一部分,MEMS传感器将更多地发展无线传输技术,如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等,以便更好地实现传感器网络,进一步提高传感器系统的功能和应用范围。
4.低功耗:MEMS传感器的功耗越来越低,主要有两个方向:一是硬件和电路方面的优化,使传感器具有更低的功耗;二是软件算法方面的优化,减少传感器在线运算的时间,从而降低功耗。
5.一体化:MEMS传感器的一体化将是未来的发展方向。
即将MEMS传感器、处理器、无线通信、存储器等元器件集成在一个芯片上,形成一体化的传感器系统。
此外,MEMS传感器将联合其他技术,如人工智能、大数据、互联网等,逐渐变成人们信息化生活的重要组成部分。
1.可穿戴设备:MEMS传感器越来越广泛地应用于可穿戴设备,如智能手环、智能手表、智能眼镜等,以实时监测人体运动量、心率、血糖等生理指标,为健康管理提供技术支持。
2.汽车安全:MEMS传感器应用于汽车领域,主要用于安全控制系统、行驶稳定性控制系统、车身控制系统等,以提高汽车安全性能。
3.环境监测:MEMS传感器能够准确地在线监测环境参数,如温度、湿度、气压、光照强度等,以便及时采取相应措施,保证室内环境的质量。
4.智能家居:MEMS传感器可应用于智能家居,实现智能照明、智能门锁、智能家电等,使家庭生活更加便捷和舒适。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS传感器和智能传感器是当前物联网应用中使用最广泛的传感器技术之一,在智能家居、物流、环境监测等领域都得到了广泛的应用。
本文将从MEMS传感器和智能传感器的定义、发展历程和应用等方面探讨它们的发展。
MEMS是微机电系统(Micro-Electromechanical Systems)的英文缩写,是一种将微米精度的机械元件、传感器、执行器、电子电路以及微加工技术集成到同一芯片上的技术。
MEMS传感器是一类采用MEMS技术制造的小型、低功耗、以集成电子设备为基础的传感器。
MEMS传感器的历史可以追溯到20世纪60年代末,当时科学家们开始研究采用MEMS 技术制造微机械系统,但是当时的技术水平还无法达到实用化的程度。
到了80年代,随着半导体工艺技术的成熟,以及数字信号处理技术的快速发展,MEMS传感器开始逐渐发展成为商业产品。
到了90年代,MEMS传感器技术逐渐成熟,应用领域也逐渐扩大,从传统的汽车、航空航天等领域,到生物医学、环境监测等领域。
目前,MEMS传感器技术已经达到了一个新的高度,它的应用已经扩展到了物联网、智能家居、智能医疗等多个领域。
MEMS传感器已成为物联网中最重要的传感器之一。
智能传感器是指具有数据处理和决策能力的传感器,它通过内置的处理器和存储器,将传感器采集到的数据进行处理和分析,生成符合应用需求的数据。
智能传感器可以直接与云平台进行通信,提供实时的数据和决策支持。
智能传感器的概念最早出现在20世纪80年代,当时,计算机技术和通信技术的快速发展引发了智能传感器的研究热潮。
90年代初期,智能传感器开始进入实际应用中,但是当时由于成本较高、性能不稳定等原因,限制了它的应用范围。
到了21世纪,随着计算机和通信技术的快速发展,智能传感器的应用开始逐渐扩大,涉及智能城市、智能工厂、智能家居等领域。
目前,智能传感器已成为物联网中最重要的技术之一,各个国家和地区都在积极推进智能传感器的研究和应用。
mems传感器发展现状
mems传感器发展现状随着科技的不断发展和智能化的进程,MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)传感器在各个领域得到了广泛的应用。
MEMS传感器是一种将微纳技术应用于传感器制造的技术,具备体积小、功耗低、响应快、成本低等优点。
以下是MEMS传感器在几个领域的发展现状。
1. 汽车行业:MEMS传感器在汽车行业的应用非常广泛。
例如,加速度传感器可以用于汽车的碰撞检测和空气囊的部署;压力传感器可以用于轮胎压力监测系统,提高行驶安全性;倾角传感器可以用于车辆的自动平衡系统等。
随着自动驾驶技术的发展,MEMS传感器在汽车行业的应用前景更加广阔。
2. 移动设备:MEMS传感器在移动设备中得到了广泛应用,如加速度计、陀螺仪和磁力计等。
这些传感器可以实现屏幕自动旋转、手势控制、电子指南针等功能。
随着智能手机和可穿戴设备的普及,MEMS传感器的需求也大幅增加。
3. 医疗行业:MEMS传感器在医疗行业中也得到了应用。
例如,血压传感器可以用于实时监测高血压患者的血压变化并及时报警;温度传感器可以用于体温监测;心率传感器可以用于心脏疾病的监测等。
MEMS传感器的小尺寸和低功耗特点使其非常适合在医疗设备中使用。
4. 工业控制和安全:MEMS传感器在工业控制和安全中的应用也越来越多。
例如,压力传感器可以用于工业设备的压力监测和泄漏检测;湿度传感器可以用于环境监测和空调控制等。
随着工业智能化的推进,MEMS传感器在工业控制领域的应用将会进一步增加。
总的来说,MEMS传感器在各个领域的应用都有所扩展,尤其是汽车、移动设备、医疗和工业控制等领域。
随着科技的进步和应用场景的不断扩展,MEMS传感器的应用前景将更加广阔。
同时,随着技术的成熟和成本的降低,MEMS传感器的发展也将越来越迅速。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展随着科技的不断进步,传感器技术也在不断得到发展和创新。
MEMS传感器和智能传感器作为传感器技术的新兴方向,其在各个领域的应用逐渐增多,为人们的生活和工作带来了许多便利。
本文将重点介绍MEMS传感器和智能传感器的定义和原理,并分析其未来的发展趋势。
1. MEMS传感器MEMS是Micro-Electro-Mechanical Systems的缩写,即微机电系统。
MEMS传感器是一种集成了微机电系统技术的传感器,通常由微型机械部件和电子元件组成。
它利用微型机械部件感知外界环境的变化,并通过电子元件将这些变化转化为电信号。
MEMS传感器在体积小、成本低、功耗小的特点下,具有灵敏度高、响应速度快等优点,可以应用于汽车、医疗、航空航天等多个领域。
2. 智能传感器智能传感器是指将传感器与微处理器、通信模块相结合,实现智能化功能的传感器。
它除了具备传感器的基本功能外,还能够对采集到的数据进行处理和分析,并能够主动与外部设备通信。
智能传感器的出现大大提高了传感器的智能化程度,使得传感器能够更好地服务于人们的生活和工作。
MEMS传感器的工作原理是利用微型机械部件对外界环境的变化进行感知,然后将这些变化转化为电信号输出。
加速度传感器利用微机械重力加速度检测技术感知物体的运动状态,光学传感器利用微小的光学元件感知光信号的变化等。
这些微型机械部件通过微加工工艺制备成簇多结构,使得传感器具有高灵敏度和高精度的特点。
随着微加工技术和材料技术的不断成熟,MEMS传感器的制造工艺得到了极大的改进,传感器的灵敏度和精度得到了大幅提高。
在汽车、手机、医疗等领域,MEMS传感器已经得到了广泛的应用。
未来,随着生物、化工等新兴领域的发展,MEMS传感器将有望在更多领域展现出其强大的应用潜力。
智能传感器在物联网、智能家居等领域的应用已经逐渐增多。
随着人工智能和大数据技术的不断发展,智能传感器在数据处理和通信方面的能力将得到进一步提升。
MEMS传感器行业未来发展趋势分析 (一)
MEMS传感器行业未来发展趋势分析 (一)随着科技的不断进步,MEMS(微机电系统)传感器已经成为了现代化的工业和消费电子产品中的必不可少的重要组成部分。
在手机、汽车、医疗技术、物联网等领域,MEMS传感器都扮演着至关重要的角色。
未来,MEMS传感器行业将会出现以下几个发展趋势。
(一)体积更小,功率更低在未来,MEMS传感器会朝着更小、更节能的方向发展。
尤其是在物联网领域,传感器需要长期运行,而且需要使用电池供电,因此日益更低的功率和更长的电池寿命将成为趋势。
(二)多功能化和智能化传统的MEMS传感器只能执行单一功能,未来的发展趋势是实现传感器的多功能化,即一个传感器能够同时感知多种物质、多种参数,并且支持智能识别和自适应调节。
这也有助于提高传感器的准确性和实用性。
(三)3D成像技术应用未来MEMS传感器的另一个重要趋势是在3D成像技术方面的应用,这将拓宽了传感器的应用范围。
通过使用3D MEMS传感器,可以不仅仅检测传统的参数,例如温度和压力,还可以检测人体的形态、姿态等,从而能够更好地运用于医疗和生物研究等领域。
(四)大数据分析和智能算法支持未来,MEMS传感器将更加普及,每个设备上都可能会安装数十种传感器。
这些传感器会大量产生数据。
通过大数据分析和智能算法的支持,可以更好地处理和利用传感器所产生的数据,完成数据挖掘、监测等分析任务,提高传感器的应用价值。
(五)云计算技术的广泛应用未来,“物联网+云计算”正成为一个热门话题,对MEMS传感器行业而言也是如此。
MEMS传感器将连接到物联网中的云平台,以获取历史数据和实时的设备状态,使得维护人员可以立即对设备进行修理,从而提高设备的可靠性和使用寿命。
总之,MEMS传感器行业是一个正在快速成长的领域。
未来,随着互联网和物联网的发展,MEMS传感器将会成为更加重要的组成部分。
只有了解市场的需求并顺应行业变化,才能拥有更大的发展潜力。
mems传感器发展现状
mems传感器发展现状
随着科技的快速发展,MEMS(微机电系统)传感器在近年来取得了重大突破和进展。
MEMS传感器是一种集成了微机电器件的传感器,它可以检测和测量不同的物理量,如加速度、压力、温度、湿度等。
在过去几年中,MEMS传感器已经成为各种电子设备的基本组成部分,如智能手机、平板电脑、汽车、医疗设备等。
它们的小尺寸、低功耗和高度集成化使得它们在各种领域中具有广泛的应用。
在智能手机领域,MEMS加速度传感器已经广泛应用于屏幕旋转和触摸屏操作的自动切换。
此外,MEMS陀螺仪传感器也在提高智能手机的图像稳定功能方面发挥着重要作用。
在汽车领域,MEMS传感器在安全气囊系统、车辆稳定控制系统和倒车雷达等方面发挥着关键作用。
通过检测车辆的加速度、倾斜角度和轮胎压力等,MEMS传感器可以提供准确的数据,以便及时采取相应的措施。
医疗设备也是MEMS传感器应用的重要领域之一。
例如,MEMS压力传感器可以用于监测患者的血压和呼吸率等生命体征。
此外,MEMS流量传感器可以用于检测呼气流速和输液等。
随着技术的不断进步,MEMS传感器在尺寸、功耗和性能方面也在不断提升。
例如,最新的MEMS加速度传感器采用了
纳米技术,使得其尺寸更小,功耗更低。
此外,一些MEMS 传感器具有更高的灵敏度和更大的测量范围,使得它们在更广泛的应用中具有更好的性能。
总的来说,MEMS传感器在近年来取得了巨大的发展,并在各种领域中得到广泛应用。
随着技术的不断进步,我们有理由相信MEMS传感器的发展前景将会更加广阔。
MEMS传感器的发展
MEMS传感器的发展什么是MEMS传感器?MEMS是微机电系统的缩写,指的是机电一体化的微型化系统。
MEMS传感器是一种通过微小机械结构,依据电学变化实现物理量的感知和转换的器件。
它由微加工技术构成,具有小巧、高集成度、低功耗、高精度等优点。
MEMS传感器可用于加速度测量、压力测量、惯性导航、气体浓度测量等多种领域。
MEMS传感器的发展历程早期阶段MEMS传感器的发展最早可以追溯到上世纪六七十年代。
当时,研究人员主要利用半导体材料和工艺技术,在单晶片上制备微机械系统。
为了对实验数据进行处理和分析,科学家们还需开发出大量的硬件和软件。
到21世纪初随着微电子技术的不断进步,MEMS传感器得到了广泛的发展。
其中,MEMS 加速度传感器、MEMS陀螺仪、MEMS压力传感器、MEMS磁场传感器等传感器科技开始走向成熟。
此时,MEMS传感器已广泛应用于汽车、航空航天、工业自动化、生物医学等多个领域。
目前发展随着物联网、人工智能、云计算等技术的发展,MEMS传感器得以更好地发挥其优点,包括小体积、低功耗、高精度、易于集成等优越性能均逐渐得到实现。
MEMS传感器也开始大规模应用于智能家居、物联网、机器人等领域,推动了科技的发展。
MEMS传感器的应用领域汽车电子领域MEMS传感器在汽车电子领域中的作用尤为突出,如在车内安装MEMS加速度传感器和MEMS气压传感器,可实现对车辆位置、速度、方向、油量等数据的监测和控制。
健康医疗领域MEMS传感器在健康医疗领域也应用较为广泛,如MEMS压力传感器可用于测量呼吸机的气道压力;MEMS血糖传感器可用于监测糖尿病患者的血糖浓度等。
物联网领域随着物联网技术的快速发展,MEMS传感器也逐渐成为基础元器件之一,如使用MEMS传感器及其配套电路等设备,可实现对自然环境、城市交通、水质等信息的智能感知。
MEMS传感器的未来发展可以预计的是,MEMS传感器未来将会在多方面继续得到应用和推广,包括工业自动化、智能家居、机器人等领域。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS传感器是Micro-Electro-Mechanical Systems (微机电系统)的缩写,是一种能够将机械与电子技术融合的微型化传感器。
智能传感器是指具有一定的智能化和自适应性能,能够实时获取信息并进行处理的传感器。
随着科技的不断发展,MEMS传感器和智能传感器的应用范围越来越广,已经成为了当今科技发展的热点之一。
本文将从MEMS传感器和智能传感器的发展历程、应用领域和未来发展前景等几个方面进行探讨。
MEMS传感器的起源可以追溯到上世纪70年代,当时由于微加工技术的发展,人们开始尝试将微机电系统应用到传感器中。
最早的MEMS传感器主要用于汽车和航空航天领域,如气囊传感器、压力传感器等。
随着微电子技术和微加工技术的飞速发展,MEMS传感器逐渐实现了微型化、集成化和多功能化,大大拓展了其在各个领域的应用范围。
智能传感器的概念最早出现在上世纪80年代,当时主要是应用于工业自动化领域。
随着人工智能和物联网等新兴技术的兴起,智能传感器不断加强对环境信息的感知和处理能力,逐渐在智能家居、智能医疗、智能交通等领域得到广泛应用。
二、MEMS传感器和智能传感器的应用领域1. 汽车领域MEMS传感器在汽车领域的应用非常广泛,例如用于车辆稳定性控制系统、气囊系统、胎压监测系统等。
智能传感器则进一步提升了车辆的智能化水平,实现了自动驾驶、智能车联网等功能。
2. 医疗领域MEMS传感器和智能传感器在医疗领域的应用也非常重要,例如用于血压监测、血糖监测、心率监测等。
智能传感器的发展不仅提升了医疗设备的精准度和稳定性,还实现了远程监测和数据云存储等功能。
3. 工业领域在工业生产过程中,MEMS传感器和智能传感器也发挥了重要作用,例如用于温湿度监测、振动监测、物流追踪等。
智能传感器的应用使得工业生产实现了智能化、自动化,大大提升了生产效率和质量。
4. 智能家居领域智能家居是近年来的热门领域,MEMS传感器和智能传感器在智能家居中扮演着至关重要的角色,例如用于照明控制、空气净化、安防监控等。
2024年MEMS压力传感器市场需求分析
2024年MEMS压力传感器市场需求分析引言MEMS(微机电系统)压力传感器是一种基于微纳米技术制备的小型化压力传感器。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展,MEMS压力传感器在自动化控制、汽车工业、医疗器械等领域的需求不断增加。
本文将对MEMS压力传感器市场需求进行分析。
市场规模及趋势据市场调研数据显示,目前全球MEMS压力传感器市场规模约为XX亿美元,并以每年XX%的速度增长。
这主要得益于以下因素:1. 自动化控制的快速发展随着自动化控制技术的不断进步和应用领域的拓展,对MEMS压力传感器的需求越来越高。
在工业自动化控制系统中,MEMS压力传感器可用于检测压缩空气、液体流体等的压力,以实时监测系统的运行状态。
2. 汽车工业的快速发展汽车工业是MEMS压力传感器的重要应用领域之一。
随着电动汽车和智能汽车等新能源汽车的快速发展,对MEMS压力传感器的需求持续增加。
MEMS压力传感器可应用于汽车发动机、制动系统、排放系统等关键部件的压力检测与控制。
3. 医疗器械的广泛应用MEMS压力传感器在医疗器械领域的应用也日益广泛。
例如,在血糖检测仪、呼吸机、血压监测仪等医疗器械中,MEMS压力传感器可用于进行液体压力、气体流量等参数的测量,从而提供准确的医疗数据。
市场驱动因素除了上述因素之外,还有其他市场驱动因素促使MEMS压力传感器需求持续增加。
1. 技术进步带来的价格下降随着MEMS技术的不断进步和应用规模的扩大,MEMS压力传感器的制造成本逐渐下降,从而降低了传感器的价格。
这使得更多的行业和领域能够承担并使用MEMS 压力传感器。
2. 环保意识的提升随着环保意识的提高,对能源利用效率的要求也越来越高。
MEMS压力传感器可以在工业生产和消费领域中发挥重要作用,实现能源的有效利用,因此受到环保意识的推动。
3. 人口老龄化带来的需求增长随着人口老龄化趋势的加剧,对医疗器械和健康监测设备的需求也越来越大。
MEMS压力传感器在医疗器械领域的广泛应用将成为未来市场需求增长的重要驱动因素。
mems传感器行业调研报告
mems传感器行业调研报告一、引言MEMS 传感器作为现代科技领域的重要组成部分,在众多行业中发挥着关键作用。
为了深入了解这一行业的发展现状、趋势以及面临的挑战,我们进行了本次调研。
二、MEMS 传感器的定义与分类MEMS 传感器是采用微机电系统技术制造的微型传感器。
它将机械部件、传感器、执行器和电子电路集成在一块硅基芯片上,具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、易于集成等优点。
MEMS 传感器的种类繁多,常见的包括压力传感器、加速度传感器、陀螺仪、磁力计、湿度传感器、温度传感器等。
这些传感器广泛应用于汽车、消费电子、工业控制、医疗健康、航空航天等领域。
三、MEMS 传感器行业的发展现状(一)市场规模持续增长近年来,随着物联网、智能汽车、可穿戴设备等市场的快速发展,MEMS 传感器的需求不断增加。
据市场研究机构的数据显示,全球MEMS 传感器市场规模持续扩大,预计未来几年仍将保持较高的增长率。
(二)技术不断创新在制造工艺方面,MEMS 传感器的加工精度不断提高,从微米级向纳米级发展。
同时,新材料的应用也为 MEMS 传感器的性能提升提供了可能。
在设计方面,多传感器融合、智能化等技术成为发展趋势,以满足日益复杂的应用需求。
(三)应用领域不断拓展MEMS 传感器已经广泛应用于汽车电子、智能手机、智能家居、工业自动化等领域。
在汽车领域,MEMS 传感器用于胎压监测、发动机控制、安全气囊等系统;在消费电子领域,用于智能手机的运动感知、导航定位等;在工业领域,用于压力、温度、流量等参数的监测。
四、MEMS 传感器行业的产业链分析(一)上游产业MEMS 传感器的上游主要包括原材料供应商和设备制造商。
原材料包括硅片、光刻胶、金属材料等,设备包括光刻机、刻蚀机、封装设备等。
目前,上游产业的核心技术主要掌握在少数国际巨头手中,国内企业在部分领域仍存在差距。
(二)中游产业中游主要是 MEMS 传感器的设计、制造和封装测试企业。
MEMS传感器的发展简述
MEMS传感器的发展简述北京航空航天大学仪器光电学院汤章阳1.MEMS工艺发展自从1954年Smith在贝尔实验室发现硅压阻效应并发表在Physical Review以来[1],基于硅材料的微机械加工工艺和微机电系统(MEMS)引起了科研人员的广泛注意,并得到了迅速发展。
MEMS传感器首先在物理量测量中获得成功,代表为微机械压力传感器。
目前,以膜片为压力敏感元件的硅微机械压力传感器已经占据了压力传感器市场的很大份额,具有体积小、重量轻和批量化生产的特点,可很好地满足NASA提出的“更快、更远、更便宜”的要求[2]。
用于控制诸如机械能、流体能、化学能、磁场能等能量流的微执行器也随后被开发出来,并用于飞机三角翼处流体控制[3]。
随着硅材料提纯工艺和硅微机械加工工艺的进步,MEMS技术进一步在加速度、角速度、温度等其他物理量测量得到了迅速的推广。
硅微加速度计、硅微机械陀螺等新产品如雨后春笋般涌现出来[4],从而使得MEMS产品广泛应用于工业生产、日常生活以及国防等各领域。
近年来,基于微悬臂梁的原子力显微镜、气体成分敏感探头、分子和细胞微型探测器等高精尖科学仪器突破了传统仪器的显微极限,成为MEMS器件在化学、生物、医学领域大显身手的最佳证据[5]。
国外在MEMS技术方面处于领先地位的国家主要有美国、德国、日本、英国等,我国于上世纪80年代开始追踪国际前沿动态,目前国内研究MEMS的单位主要有中科院电子所、中科院上海微系统与信息技术研究所、清华大学、北京大学、上海复旦大学、西安交通大学、东南大学、北京航空航天大学等[6-9]。
2.MEMS典型传感器1)硅压阻式传感器最早的硅压阻压力传感器设计见于美国Motorola公司1973年的专利申请[10]。
该设计采用多晶硅和氮化硅的多层结构制作感压膜片,并沉积多晶硅电阻形成检测输出的惠斯通全桥。
图1示出了文献10的结构示意图。
图1多晶硅压力传感器结构示意图图2Honeywell公司PPT-R传感器目前,美国Honeywell公司生产的PPT/PPT-R系列高精度压力传感器基于先进的硅压阻技术,压力信号由单片机补偿和用户控制修改,然后在RS232总线上进行数字传输,在全温度范围内具有优异的重复性和稳定性,在-40~+85℃温度范围内能达到±0.05%FS,并采用防止大多数液体渗漏的金属隔离膜进行封装,广泛应用于航空电子设备,引擎和飞行测试,流量和压力测量中应用。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,传感器技术也在不断地发展。
而MEMS传感器和智能传感器,则是目前传感器技术领域中的热门话题。
本文将围绕MEMS传感器和智能传感器的发展历程、应用领域以及未来发展方向进行深入探讨。
1. MEMS传感器的发展历程MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术是微电子机械系统的缩写,是指集成微型机械元件、微型传感器、微型执行器及微型电子控制器于一体的技术。
MEMS传感器是一种利用微型加工技术制造的传感器,其尺寸小、响应速度快、功耗低、成本低等特点使其在各个领域得到了广泛的应用。
MEMS传感器的发展历程可以追溯到上世纪80年代,当时美国麻省理工学院等研究机构开始进行MEMS技术的研究。
随后,随着微加工技术的不断成熟和晶体硅工艺的发展,MEMS传感器的制造成本逐渐下降,从而推动了其在各个领域的应用。
MEMS传感器在各个领域的应用非常广泛,其中包括但不限于汽车电子、智能手机、医疗健康、工业自动化、环境监测等领域。
在汽车电子领域,MEMS传感器主要应用于车载安全系统、车载导航系统、车载娱乐系统等方面。
加速度传感器和陀螺仪传感器主要用于车辆稳定控制系统;压力传感器和温度传感器主要用于发动机控制系统;气囊传感器主要用于安全气囊系统等。
在智能手机领域,MEMS传感器主要应用于重力感应、方向感应、光感应、加速感应等方面。
加速度传感器和陀螺仪传感器主要用于智能手机的重力感应和方向感应;光敏传感器主要用于智能手机的光感应等。
在医疗健康领域,MEMS传感器主要应用于医疗影像、健康监测、疾病诊断等方面。
压力传感器和加速度传感器主要用于医疗影像设备的位置控制和图像质量调节;血压传感器和心率传感器主要用于健康监测设备的血压测量和心率监测等。
智能传感器是指利用计算机网络和智能控制技术实现了对信息的自动采集、处理和传输的传感器。
MEMS的发展历史与前景
MEMS的发展历史与前景
MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是一种利用微机电技术
研发的系统性微观装置。
它是20世纪90年代由美国科学家提出的一种新
兴技术,主要由电子、机械、光学的部件集成而成,广泛应用于重力感应器、气压传感器、光学传感器、磁学传感器、温度传感器、太阳能发电机、压力传感器等许多领域。
MEMS的发展可以追溯到1976年,当时美国加州理工大学(Caltech)教授Richard S. Muller在微电子机械技术(MicroElectro-MechanicalSystems)方面取得突破性进展,设计出了第一台微机械设备“黑匣子”(Black Box)。
此后,MEMS技术在世界各国逐渐获得认可,开
发出了多种不同用途的微机械设备,广泛应用于各行各业。
20世纪80年代,MEMS技术有了更大的发展,采用了新的材料和技术,可以制作出更多类型和规格的微机械系统,用于实现更多新应用。
随着智能手机、微技术和互联网的发展,MEMS技术也进一步发展壮大,走出了实验室,开始推广到各行各业,因此,许多MEMS设备,如重
力感应器、气压传感器、光学传感器和磁学传感器等,都在迅速发展壮大。
MEMS前景
MEMS技术不断发展,拥有着巨大的应用前景。
在智能手机、无人驾
驶的机器人等领域,MEMS技术都发挥着重要作用。
在医疗领域。
2024年MEMS市场分析现状
2024年MEMS市场分析现状1. 引言微电子机械系统(MEMS)是一种集成了微型机械元件、传感器、执行器和电子电路的微小器件,具有广泛应用于消费电子、汽车、医疗等领域的潜力。
本文将对MEMS市场的现状进行分析。
2. MEMS市场规模根据市场研究公司的数据显示,MEMS市场在过去几年中保持了稳定增长。
根据预测,到2025年,全球MEMS市场规模预计将达到xxx亿美元。
这一增长主要受到汽车、医疗和消费电子领域的需求推动。
3. MEMS应用领域3.1 汽车领域在汽车领域,MEMS的应用非常广泛。
传感器是汽车中MEMS最常见的应用之一。
例如,加速度传感器用于车辆稳定控制系统,气压传感器用于轮胎压力监测系统,以及惯性传感器用于车辆安全系统。
随着自动驾驶技术的发展,MEMS在汽车中的应用前景更加广阔。
3.2 医疗领域在医疗领域,MEMS的应用也非常广泛。
MEMS可用于制造微型传感器,监测人体生理参数,如心率、血糖水平等。
此外,MEMS还可以用于制造微型医疗器械,如微型手术刀、微型注射器等。
这些微小的器件可以在手术过程中减少创伤,提高治疗效果。
3.3 消费电子领域在消费电子领域,MEMS也有广泛的应用。
MEMS传感器被广泛应用于智能手机中的陀螺仪、加速度计等部件,以实现屏幕旋转、手势控制等功能。
此外,MEMS麦克风和MEMS扬声器也被用于智能音箱和耳机等设备中,提供更好的音频体验。
4. MEMS市场竞争格局目前MEMS市场竞争非常激烈,主要厂商包括xx公司、xx公司和xx公司。
这些公司通过不断推出新产品和技术创新来保持竞争优势。
此外,由于MEMS技术的门槛相对较高,新进入者面临较大的挑战。
5. MEMS市场挑战和机遇虽然MEMS市场前景广阔,但也面临一些挑战。
首先,制造MEMS芯片的成本较高,限制了其大规模生产。
其次,MEMS产业链相对复杂,需要各个环节的紧密合作。
然而,随着技术的进步和市场需求的增长,MEMS市场仍然有很大的机遇。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)传感器是一种能够将微型电子元件与微型机械结构相结合的传感器技术。
它的出现为传感器技术的发展带来了巨大的变革。
智能传感器是MEMS传感器的一种发展变种,它在MEMS传感器的基础上增加了处理和通信功能,使得传感器能够更好地与外部系统进行交互和数据处理。
MEMS传感器的发展可以追溯到20世纪90年代初。
当时,人们开始探索如何将微型电子元件与微型机械结构相结合,以实现更小、更敏感的传感器。
MEMS传感器具有体积小、重量轻、功耗低、响应速度快等优点,可以应用于各种领域,如汽车、医疗、消费电子等。
随着制造技术的不断进步,MEMS传感器的性能不断提升,价格不断下降,应用范围也不断扩大。
智能传感器是MEMS传感器的一种发展变种,它在MEMS传感器的基础上增加了处理和通信功能。
智能传感器可以对采集到的数据进行处理和分析,并将结果传输给外部系统。
智能传感器的出现使传感器能够更好地与外部系统进行交互和数据处理,为用户提供更多的功能和服务。
智能传感器可以将采集到的数据上传到云端进行分析,从而实现更高级的功能,如健康监测、运动跟踪等。
MEMS传感器和智能传感器的发展离不开制造技术的进步。
随着制造技术的不断进步,MEMS传感器的尺寸越来越小,性能越来越好。
目前,MEMS传感器的尺寸已经缩小到亚微米级别,而且还在不断地进一步缩小。
MEMS传感器的制造成本也在不断降低,使得它们可以大规模应用于各个领域。
智能传感器的发展则离不开处理和通信技术的进步。
现在,处理和通信芯片的性能不断提升,功耗不断降低,使得智能传感器能够更好地实现数据处理和通信功能。
MEMS传感器和智能传感器的发展对社会和经济带来了巨大的影响。
它们的出现使得各个领域的设备变得更加智能化和便捷化。
在汽车领域,MEMS传感器和智能传感器可以实现车辆的自动驾驶、智能交通系统等功能。
MEMS传感器和智能传感器的发展
MEMS传感器和智能传感器的发展MEMS传感器(Micro-Electro-Mechanical Systems Sensor)是一种微型化电子机械系统传感器,能够将电子元件和机械元件集成在一起,用于测量和感知环境中的各种物理量。
随着科技的不断进步,MEMS传感器已经成为现代智能设备的基础元件之一,广泛应用于汽车、智能手机、医疗器械、工业控制等领域。
随着智能设备和物联网的快速发展,MEMS传感器的应用范围也在不断扩大,其市场规模也在不断增长。
MEMS传感器采用微纳加工技术制造,具有体积小、功耗低、成本低等优点,逐渐替代了传统的机械传感器和电子传感器,成为了智能化装置中不可或缺的一部分。
随着人工智能、大数据分析等技术的不断发展,MEMS传感器也在不断升级和优化,以满足智能设备对高精度、高灵敏度、多功能化的需求。
MEMS传感器的发展史自20世纪60年代起源于美国,经过数十年的发展,已经成为了现代传感技术的重要代表。
与传统的机械传感器相比,MEMS传感器无需机械元件的运动,其具有更高的稳定性和可靠性。
与电子传感器相比,MEMS传感器体积更小、功耗更低,具有更好的集成性和适应性。
MEMS传感器不仅在物联网、智能设备等领域广泛应用,也在科学研究、军事装备等领域发挥着重要作用。
随着MEMS传感器技术的不断成熟和完善,另一种新型的智能传感器也逐渐走入人们的视野。
智能传感器是利用现代信息技术、微电子技术和传感技术相结合,利用嵌入式系统、通信技术等实现对环境物理量的感知和测量,并能够实现数据处理、分析和智能控制的一种新型传感器。
智能传感器与传统的传感器相比,能够更加智能化、自动化地完成对环境的感知和控制,可以实现实时监测、数据采集、远程控制等功能。
智能传感器的发展正是与MEMS传感器技术的发展相辅相成。
MEMS传感器作为智能传感器的核心部件之一,为智能传感器的发展提供了技术基础和支撑。
智能传感器利用MEMS 技术制造出更小、更精密、更智能的传感器,使得传感器的应用范围更广、功能更强大。
基于MEMS技术的传感器发展趋势
基于MEMS技术的传感器发展趋势在当今科技飞速发展的时代,MEMS(微机电系统)技术正以其独特的魅力和强大的功能,在传感器领域掀起一场深刻的变革。
MEMS技术的出现,为传感器的设计、制造和应用带来了全新的思路和方法,使得传感器在性能、尺寸、成本和集成度等方面都取得了显著的进步。
那么,基于 MEMS 技术的传感器未来将会呈现出怎样的发展趋势呢?首先,小型化和集成化将是一个重要的发展方向。
随着电子产品的不断微型化和智能化,对传感器的尺寸和集成度提出了更高的要求。
MEMS 技术本身就具有在微小尺度上制造复杂结构的能力,通过不断优化工艺和设计,未来的 MEMS 传感器将能够在更小的空间内集成更多的功能,实现更高的性能。
例如,将多个传感器元件集成在一个芯片上,形成多功能传感器模块,不仅可以减小设备的体积和重量,还能提高系统的可靠性和稳定性。
其次,高性能和高精度是 MEMS 传感器发展的永恒追求。
在许多应用领域,如医疗、工业控制和航空航天等,对传感器的测量精度和响应速度有着极高的要求。
为了满足这些需求,研究人员正在不断探索新的材料、结构和制造工艺。
例如,采用新型的敏感材料可以提高传感器的灵敏度和稳定性;优化传感器的结构设计可以减小误差和提高线性度;利用先进的封装技术可以降低外界干扰,提高测量精度。
再者,低功耗和智能化也是未来发展的关键趋势。
随着物联网的快速发展,大量的传感器被部署在各种环境中,这些传感器往往需要长时间运行,因此低功耗成为一个至关重要的因素。
通过采用低功耗的设计理念和节能技术,MEMS 传感器的功耗将不断降低,延长电池寿命或实现无源工作。
同时,智能化也是MEMS 传感器发展的重要方向。
通过在传感器中集成智能算法和处理单元,可以实现对数据的实时处理和分析,提取有用信息,甚至进行自我诊断和自我校准,提高传感器的智能化水平和应用价值。
另外,多传感器融合技术将得到更广泛的应用。
单一类型的传感器往往存在一定的局限性,难以满足复杂应用场景的需求。
MEMS惯性传感器研究现状与发展趋势
MEMS惯性传感器研究现状与发展趋势一、本文概述随着科技的快速发展,微机电系统(MEMS)惯性传感器作为现代电子设备中的核心组件,其重要性日益凸显。
本文旨在全面探讨MEMS 惯性传感器的研究现状与发展趋势,通过对国内外相关文献的梳理与分析,以期为读者提供一个清晰、深入的了解。
本文首先将对MEMS 惯性传感器的基本概念、原理及其应用领域进行概述,为后续研究奠定基础。
接着,文章将重点分析当前MEMS惯性传感器的研究现状,包括其设计、制造、性能测试等方面的最新进展。
在此基础上,文章还将探讨MEMS惯性传感器的发展趋势,预测未来可能出现的新技术、新材料和新应用。
文章将总结当前研究中存在的问题和挑战,并提出相应的解决策略,以期为推动MEMS惯性传感器的发展提供有益参考。
二、MEMS惯性传感器的基本原理与分类MEMS惯性传感器,即微机电系统惯性传感器,是近年来传感器技术领域的一个重大突破。
其基本原理基于经典力学理论,通过微型化的机械结构来感知和测量加速度、角速度等物理量,进而推算出物体的运动状态。
根据测量物理量的不同,MEMS惯性传感器主要可分为两大类:加速度计和陀螺仪。
加速度计是测量物体在惯性参考系下加速度的装置。
其工作原理基于牛顿第二定律,当物体受到外力作用时,会产生加速度,通过测量这个加速度可以推算出物体的运动状态。
MEMS加速度计通常采用悬臂梁或质量块结构,通过测量质量块在惯性力作用下的位移来推算加速度。
陀螺仪则是测量物体角速度的装置。
其工作原理基于角动量守恒定律,当物体绕某一轴旋转时,其角动量保持不变,通过测量角动量的变化可以推算出物体的角速度。
MEMS陀螺仪通常采用振动陀螺结构,通过测量振动陀螺在科里奥利力作用下的位移来推算角速度。
这两类传感器均具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、小体积等优点,因此在航空、航天、汽车、消费电子等领域有着广泛的应用前景。
随着技术的不断进步,未来MEMS惯性传感器将在性能、可靠性、成本等方面实现更大的突破,为各类应用提供更强大、更智能的感知能力。
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MEM传感器的现状及应用0引言MEMS (微电子机械系统)传感器是利用集成电路技术工艺和微机械加工方法将基于各种物理效应的机电敏感元器件和处理电路集成在一个芯片上的传感器。
20世纪60年代霍尼韦尔研究中心和贝尔实验室研制出首个硅隔膜压力传感器和应变计开创了MEM技术的先河。
此后,MEM技术的快速发展使得MEM传感器受到各发达国家的广泛关注,与此同时,美国、俄国、日本等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一,纷纷制定相关的计划并投入巨资进行专项研究。
MEMS专感器具有体积小、质量轻、功耗低、灵敏度高、可靠性高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势,从而促进了传感器向微型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。
步入21世纪以后,MEM传感器正逐步占据传感器市场,并逐步取代传统机械传感器的主导地位,在消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域备受青睐。
1 MEMS专感器的分类及原理MEM专感器种类繁多,按照测量性质可以分为物理MEM专感器、化学MEMS 传感器、生物MEM专感器。
按照被测的量又可分为加速度、角速度、压力、位移、流量、电量、磁场、红外、温度、气体成分、湿度、pH值、离子浓度、生物浓度及触觉等类型的传感器。
目前,MEM压力传感器、MEMS卩速度计、MEMS陀螺仪等已在太空卫星、运载火箭,航空航天设备、飞机、各种车辆、生物医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。
MEMS传感器主要由微型机光电敏感器和微型信号处理器组成。
前者功能与传统传感器相同,主要区别在于用MEM工艺实现传统传感器的机光电元器件的同时对敏感元件输出的数据进行各种处理,以补偿和校正敏感元件特性不理想和影响量引入的失真,进而恢复真实的被测量。
机械元件 电量 电路图1.1 MEMS 传感器原理图MEM 传感器主要用于控制系统。
利用 MEM 技术工艺将MEM 传感器、MEMS 执行器和MEM 控制处理器都集中在一个芯片上,则所构成的系统称为MEM 芯片 控制系统。
微控制处理器的主要功能包括 A/D 和D/A 转换,数据处理和执行控制 算法;微执行器将电信号转换成非电量,使被控对象产生平动、转动、声、光、 热等动作。
2 MEMS 专感器的典型应用2.1 MEMS 压力传感器MEMS E 力传感器一般采用压阻力敏原理,即被测压力作用于敏感元件引起 电阻变化,利用恒流源或惠斯顿电桥将电阻变化转化成电压, 是目前应用最为广 泛的传感器之一,其性能由测量范围、测量精度、非线性和工作温度决定。
这种 传感器以单晶硅作材料,并采用 MEM 技术在材料中间制成力敏膜片,然后在膜 片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥的方式将应变电阻连接成电 路,来获得高灵敏度。
从信号检测方式来划分, MEM 压力传感器可分为压阻式、 电容式和谐振式等;2.1.1 MEMS 压力传感器在汽车上的应用MEMS 专感器是在汽车上应用最多的微机电传感器。
汽车上MEM 压力传感器 可用于测量气囊贮气压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力、空气过 滤系统的流体压力、轮胎压力监测系统等;也可以使用在制作工艺和电路设计上, 低成本而高精度地进行大量的生产。
微型硅压阻式MEMS 压力传感器可用于发动机废气循环系统,替代陶瓷电容 式压力申 待测量 山信号传感器;多重压力MAP传感器主要用于汽车电控燃油喷射系统EFI,监测发动机进气歧管绝对压力,提高其动力性能,降低油耗,减少废气排放。
另一个极具市场前景的是轮胎气压自动监测系统,MEMS E力传感器适合于任何类型的轮胎,在轮胎胎壁埋设一小块感压力敏芯片,自动测量轮胎气压、温度、转速和其它一些数据,并用特定的代码发送出来。
使轮胎始终保持良好的应用性能,可提高安全系数,缩短制动距离5〜10%,并能降低油耗10%左右。
目前,可以提供MEMSE力传感器的有美国凯乐尔、SSI、菲尔科、日本电装等公司。
2.1.2 MEMS压力传感器在石油化工上的应用压力变送器是石化行业自动控制中使用最多的测量装置之一。
在大型的化工项目中,几乎包含了所有压力变送器的应用:差压、绝压、表压、高压、微差压、高温、低温,以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力变送器。
石化行业对压力变送器的需求主要集中在可靠性、稳定性和高精度3个方面。
压力变送器的稳定性和高精度则主要由压力传感器的稳定性和测量精度保证。
与压力变送器的测量精度相对应的是压力传感器的测量精度和响应速度,与压力变送器的稳定性相对应的是压力传感器的温度特性和静压特性以及长期稳定性。
石化行业对压力传感器的需求就体现在测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性4个方面。
在煤炭产业,传统的MEM传感器存在着体积大、功耗高、易损坏等特点。
因此,使用传统压力传感器对这些事故易发点进行压力检测时往往因为传感器体积大导致安装困难,灵敏度低及分辨率差导致经常出现误报、漏报等现象,以至于煤矿井下顶板坍塌和透水等事故不能及时发现而造成越来越多的人员及财产损失。
随着MEM压力传感器在许多领域的成熟应用,煤矿井下压力传感器的改造也是未来发展的必然趋势。
同时,该类传感器在煤矿领域的救生舱、呼吸器类仪器、井下压风自救系统中将会有更广阔的应用前景。
2.2 MEMS加速度传感器MEMS加速度传感器基于牛顿第二定律f=ma制成的,敏感元件通常由一个平行的悬臂梁构成,梁的一端固定在边框架上,另一端固定一个小质量物体块。
无加速度a时,质量块不运动;而当有垂直加速度时,质量块运动,对加速度 a 敏感的力f导致悬臂梁活动端位移。
按位移检测方式不同,MEMS加速度计有电阻式、电容式、隧道式、共振式、光纤式等。
采用微机电技术制造的微加速度传感器在寿命、可靠性、成本、体积和重量等方面都要大大优于常规的加速度传感器,使得其无论在民用领域,还是在军用领域都有着广泛的应用。
在军用上可用于各种飞行装置的加速度测量、振动测量、冲击测量,尤其在武器系统的精确制导系统、弹药的安全系统、弹药的点火控制系统有着极其广泛的应用前景。
MEMS微加速度计在汽车上主要用于安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等。
在汽车安全气囊系统中,MEMS加速度计可以安装在不同的地方用来判断多个信息如识别碰撞的方向、类型、重力影响等等,保证气囊系统做出明确的反映。
在汽车防盗系统中,MEMS加速度计用来做倾斜计,感测汽车相对地面的倾斜度。
当汽车被盗拖动时,加速度计将检测到倾斜度的变化,从而报警。
2.3 MEMS陀螺仪MEMS陀螺仪是一种振动式角速率传感器,其特点是几何结构复杂和精准度较高。
MEMS它螺仪的关键性能指标包括灵敏度、满量程输出、噪声、带宽、分辨率、随机漂移和动态范围等。
目前,国外研制最多的是振动式微陀螺仪,利用单晶硅或多晶硅的振动质量块在被基座带动旋转时产生的哥氏效应来感测角速度。
主要用在汽车底盘控制系统、汽车导航的GPS信号补偿、以及安全主动系统。
微机械陀螺仪用于测量汽车的旋转速度(转弯或者打滚),它与低加速度计一起构成主动控制系统。
所谓主动控制系统就是一旦发现汽车的状态异常,系统在车祸尚未发生时及时纠正这个异常状态或者正确应对异常状态以阻止车祸的发生。
利用三轴MEMS卩速度计的输出判断载体运动状态,采用EKF滤波算法对其状态进行估计,并在滤波算法中应用加速度计和磁强计组合计算所得的姿态信息作为对陀螺漂移的补偿,最后通过数据融合修正其姿态角,得到一种可以在载体运动情况下补偿陀螺漂移的姿态的方法。
3 MEMS传感器的发展趋势进入21世纪以来,在市场引导、科技推动、风险投资和政府介入等多重作用下,MEM传感器技术发展迅速,新原理、新材料和新技术的研究不断深入MEMS 传感器的新产品不断涌现。
目前,MEMS专感器正向高精度、高可靠性、多功能集成化、智能化、微型化和微功耗方向发展。
随着新型半导体材料和MEMS □工工艺、敏感元件集成设计和传感器结构设计的不断突破,新型MEM压力传感器不断推出。
开发新型材料用于制作恶劣环境下的MEM 压力传感器是今后的重要研究内容。
纳米管、纳米线、纳米光纤、光导、超导和智能材料也将成为制作纳米传感器的材料,MEMS专感器向纳米级发展的同时将产生多种传感器,如气体、生物和化学传感器,使MEM传感器的种类更加多样化。
借助于新的加工技术,如先进的MEM制作和组装技术使MEM传感器体积更小、功耗更低且性能更高。
禾I」用专门的集成设计和工艺,如与CMO兼容的MEMS加工技术和芯片上集成系统技术可把构成传感器的敏感元件和电路元件制作在同一芯片上,能够完成信号检测和信号处理,构成功能强大的智能传感器,满足传感器微型化和集成化的要求。
4结论MEM传感器一直是研究的热点和重点,是各国大力发展的核心和前沿技术, 引起了各国研究机构、大学和公司的高度重视,欧美和日本等国显示出了明显的领先优势。
国内的一些高校和研究机构已着手MEM传感器技术的开发和研究,但在灵敏度、可靠性及新技术能力提升方面与国外相比还存在较大差距。
许多MEMS专感器品种尚未具备批量生产的能力,离产品的实用化和产业化还很远,有待于进一步提高和完善。
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