新闻中心

        联系我们

        工程部:

         0510-85382096

        产品:86 - 13814261330
        技术:86 - 18205038115
        销售:
        sales@msensor.com.cn
        技术:support@msensor.com.cn

        新闻中心行业动态 > Msensor工程师谈MEMS惯性传感器

        Msensor工程师谈MEMS惯性传感器

        作者:msensor日期:2019-02-18

        高精度惯性传感器主要用于工业、国防和航空航天领域的倾角、加速度和振动测量。惯性传感器作为MEMS器件,以单晶硅传感器元件为基础,采用最新的微机械加工技术制造。

         



        各种惯性传感器产品采用的微机械加工工艺可能有所不同,但都各有特点。由Msensor公司开发的用于MEMS产品的微机械加工工艺,推出的创新产品系列包括加速度计等惯性传感器,并结合了以前版本的优点。

        这将有利于提高MEMS产品性能,高度改善性价比,用于更多的新应用,如地质工程、状态监测、导航和机器人等。

        高精度MEMS加速度计可以做什么?

        微型MEMS加速度计可以测量物体在空间三个维度的加速度。
         

        MEMS惯性传感器是经证明为非常坚固、可靠、快速且温度稳定的先进产品,还能够检测位置和加速度的最小变化。

         

         

         


        上图中的倾角计可以达到的极高分辨率,甚至可以检测直径为100μm的单根头发通过10米长木板引起的偏转,相当于仅0.0005°(2弧秒或10μm/ m)的偏转。

        数字化未来

        物联网的关键技术包括MEMS传感器。持续的数字化推动MEMS加速度计和倾角计也加入其中。例如,未来惯性传感器将可以实现智能编程,并将配备微控制器、微型电池或微型无线射频芯片,以便在线发送测量数据。
         

        目前,Msensor推出的高精度惯性传感器的应用领域有:

        (1)监测建筑物状态;
        (2)监测风力发电厂、太阳能发电厂、高压线路、水坝、管道等;
        (3)监测石油和天然气陆上/海上基础设施、核电站、天然气站和水电站等;
        (4)稳定和对准系统;
        (5)基础设施和运输;
        (6)导航。

        电容式惯性传感器及其背后的技术概念:小尺寸、低生产成本、低运行功耗

        MEMS惯性传感器可以对倾斜角度、加速度和振动进行电容式测量,主要依赖于先进的MEMS工艺和微型硅基传感器。形成的弹簧质量块宽度仅为几微米。

        在加速过程中,悬挂在弹簧上的质量块发生变化,从而可以测量电容变化。ASIC读取此电容变化值并提供测量值。

        在传感器生产过程中,质量块和弹簧与硅衬底分离。这样的结构厚度通常仅为千分之一毫米。

        由于尺寸小,MEMS可以实现量产并且消耗很少的能量。

         

         

         

        MEMS惯性传感器的核心技术

         

        (1)单晶硅传感器芯片;
        (2)高性能ASIC(专用集成电路)芯片;
        (2)上述两颗芯片的外壳。

        Msensor的MEMS惯性传感器性能数据

         

         

         

         

        惯性传感器核心:单晶硅传感器芯片

         

        几乎所有MEMS器件的核心都是硅基传感器芯片,通常采用体微加工或表面微加工工艺制造。然而,First Sensor公司已经采用HARMS(高宽比微结构)工艺和AIM(气隙绝缘微结构)工艺的新技术。

        前者通过实现具有高宽比的微结构来最小化交叉轴灵敏度。后者通过使用气隙隔离组件,因此使寄生电容最小化。因此,MEMS技术能提供比所有传统制造的惯性传感器组合更多优势。

        Msensor惯性传感器在测量加速度、倾角和振动方面的优势

        (1)灵活的MEMS设计:测量范围为 1~15 g;
        (2)四款标准传感器:四种不同测量范围,最佳适用范围(弹簧质量原理);
        (3)一颗传感器测量两个轴:易于使用;
        (4)具有高宽比的硅基微结构:超低X轴灵敏度;抗疲劳;长期稳定;
        (5)气隙绝缘微结构:有限的寄生电容;由于缺少SiO2层,机械应力有限;出色的温度稳定性,易于校准。

        不同加工工艺的比较结果

         

         

         

         

        传感器大脑:高性能ASIC芯片

        如上所述,硅基传感器芯片是MEMS惯性传感器的核心,ASIC芯片则是大脑。ASIC芯片读取硅基传感器芯片的电容信号并以数字方式传输测量值。

        高性能ASIC芯片的特点有:
        (1)极低噪声的电容检测;
        (2)在高动态范围具有高分辨率;
        (3)对标称和差分电容范围的最佳支持;
        (4)灵活的信号滤波器;
        (5)数字SPI接口(可配置型传感器ASIC系统,读出传感器数据)。

        传感器外壳:密封外壳

        将两颗芯片进行封装的外壳不仅要允许传感器执行,还必须具有成本效益,以便生产和实施。

        MEMS外壳的特点有:
        (1)内部设计可根据各种应用进行调整;
        (2)密封外壳;
        (3)陶瓷基板;
        (4)经济高效的中小批量生产。

        所属类别: 行业动态

        该资讯的关键词为:MEMS惯性传感器 

        幸运赛车官网 9号彩票官网 9号彩票 幸运赛车 幸运赛车 9号彩票客服 幸运赛车 幸运赛车官网 幸运赛车平台 幸运赛车官网