MEMS傳感器可以分成哪些應(yīng)用類型?
MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。它具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、功耗低、可靠性高、技術(shù)附加值高,適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化等特點(diǎn)。MEMS傳感器技術(shù)是指用微電子微機(jī)械加工出來的、用敏感元件如電容、壓電、壓阻、熱電耦、諧振、隧道電流等來感受轉(zhuǎn)換電信號(hào)的器件和系統(tǒng)。它包括速度、壓力、濕度、加速度、氣體、磁、光、聲、生物、化學(xué)等各種傳感器,按種類分主要有:面陣觸覺傳感器、諧振力敏感傳感器、微型加速度傳感器、真空微電子傳感器等。傳感器的發(fā)展方向是陣列化、集成化、智能化。由于傳感器是人類探索自然界的觸角,是各種自動(dòng)化裝置的神經(jīng)元,且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,未來將備受世界各國的重視。
MEMS傳感器的主要應(yīng)用可分為:MEMS物理傳感器、MEMS化學(xué)傳感器、MEMS生物傳感器。這些MEMS傳感器中的每一個(gè)都有多種細(xì)分方法。例如,加速度計(jì)按被測質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方式分類,包括角振動(dòng)型和直線振動(dòng)型加速度計(jì)等,種類很多。常見的MEMS傳感器包括壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等;MEMS傳感器的品種多達(dá)數(shù)萬種。
MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器:MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器主要有加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)三大類,加速度計(jì)和陀螺儀可以集成為六軸慣性傳感器;磁力計(jì)和加速度計(jì)集成為電子羅盤(e-compass),加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)可集成為9軸傳感器。慣性傳感器(加速度計(jì)+陀螺儀)電子羅盤(磁力計(jì)+加速度計(jì))。
MEMS環(huán)境傳感器:環(huán)境傳感器可細(xì)分為氣體、溫度和濕度傳感器等。MEMS溫度傳感器可用于任何需要檢測溫度的地方。MEMS濕度傳感器在工業(yè)控制、氣象、農(nóng)業(yè)、礦山檢測等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。MEMS氣體傳感器主要用于檢測目標(biāo)氣體的成分、濃度等。
MEMS生物傳感器:MEMS生物傳感器目前處于發(fā)展初期。MEMS生物傳感器是利用生物分子探測生物反應(yīng)信息的器件,被列為新世紀(jì)五大醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)之一,是現(xiàn)代生物技術(shù)與微電子學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物。未來MEMS生物傳感器在醫(yī)學(xué)、食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣闊發(fā)展空間。
MEMS麥克風(fēng):MEMS麥克風(fēng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域。今天幾乎每部智能手機(jī)都至少使用一個(gè)MEMS麥克風(fēng),高端智能手機(jī)甚至使用三個(gè)麥克風(fēng)來進(jìn)行語音捕捉、噪聲消除和改進(jìn)的語音識(shí)別,而iPhone6S已經(jīng)使用了四個(gè)MEMS麥克風(fēng)。 在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也會(huì)使用MEMS麥克風(fēng)。Apple iPhone5S和5C使用兩個(gè) Knowles和一個(gè)MEMS麥克風(fēng)。
MSME壓力傳感器:壓力傳感器主要用于檢測壓力,按量程可分為低壓、中壓和高壓壓力傳感器。 MEMS壓力傳感器屬于低壓傳感器,主要檢測原理是硅電容和硅壓阻。
MEMS生物傳感器:MEMS生物傳感器目前處于開發(fā)的早期階段,MEMS生物傳感器是一種利用生物分子檢測生物反應(yīng)信息的裝置。被列為新世紀(jì)醫(yī)學(xué)檢測五項(xiàng)技術(shù)之一。未來,MEMS生物傳感器將在醫(yī)藥、食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展空間。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,從最早的工業(yè)和軍用航空應(yīng)用到普通民用和消費(fèi)市場。在智能手機(jī)上,MEMS傳感器在聲音表現(xiàn)、場景切換、手勢識(shí)別、方位定位、溫度/壓力/濕度傳感器等方面提供了廣泛的應(yīng)用;和車輛穩(wěn)定性控制,以提高車輛的性能;在醫(yī)療領(lǐng)域,通過MEMS傳感器的開發(fā),成功研制出微型胰島素注射泵,心臟搭橋移植和人工細(xì)胞組織成為實(shí)用化、實(shí)用化的治療手段; 在可穿戴應(yīng)用中,MEMS傳感器可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)追蹤、心率測量等。