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MEMS传感器的市场应用及未来发展

发布时间:2019-06-24 19:06

  根据顶级市场研究公司的预测,微机电 (MEMS) 系统将继续稳步增长。 IHS 预计 2013 年增长 6.3%,行业收入将达到 16 亿美元。 IHS 认为,增长动力源自采用惯性、

  另一家 MEMS 行业动向观察公司,法国 Yole Developpement 指出(见图 1),手机需求将继续推动 MEMS 器件的强劲增长,证据是他们发现最近收购了 Analog Devices MEMS 麦克风部门的InvenSense公司的惯性传感器部分增长迅猛,销售额增长了约 30%。

  好消息是,这种增长趋势至少持续到 2018 年,在今天的经济环境下这是很难能可贵的。

  图 1:MEMS 芯片的市场份额到 2018 年将达 220 亿美元,各种应用将在继续发展中壮大(数据承蒙 Yole Developpement 提供)。

  MEMS 一直以来就被认为有助于设计人员将各种各样的电子系统微型化,能够相对减少系统的重量和功耗,MEMS 获得了突飞猛进地发展。 当然,MEMS 实际上几乎不含运动零件,对制造商来说制造更简单,性价比更高;这些器件能提高设备可靠性,拥有保证吸引设计人员注意的性能。 所以,汽车系统、移动式手持设备、医疗电子器械、白色家电、军用和航空航天领域的硬件大量使用了 MEMS。 MEMS 传感器的集成化、可大幅缩短设计时间的各种功能,以及相比以前更低的集成成本,都成为这些传感器现在和未来应用的关键。

  由 Analog Devices 提供的ADIS16445 紧凑型、六自由度、精密惯性传感器便是此类系统集成中的一种。 这个完整的惯性系统包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速计。 ADIS16445 中的每个传感器均集成了 ADI 的 iMEMS® 技术和用于优化动态性能的信号调节功能。 工厂校准为传感器设定了灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺仪偏置)特性。 因此,各个传感器都有自己的动态补偿公式,从而实现精确的传感器测量。

  图 2:外形紧凑的 ADIS16445 六自由度精密惯性传感器系统集成度高,可简化导航应用设计。

  ADIS16445 是一种简单的高性价比集成方法,能够将精确的多轴惯性检测功能集成到工业系统中。 器件出厂前已完成了所有必要的运动测试和校准,大大缩短了系统集成时间。 严格的正交对准进一步简化了导航系统中的惯性坐标对准,而 SPI寄存器结构又为数据收集、配置控制提供了简单接口。 具体应用包括导航、机器人、平台稳定与控制。

  汽车行业仍然是 MEMS 传感器的最大工业用户。 直喷系统、汽车安全、轮胎压力监控、制动系统均依赖 MEMS 传感器。

  汽车安全包括车辆底盘侧翻检测,由 Analog Devices 提供的 ADXRS620 ±300°/s 偏航角速度 MEMS 陀螺仪便是满足这一功能要求的器件(图 3)

  ADXRS620 陀螺仪采用表面微加工工艺,创造出一款集成在单芯片中的全功能、低成本角速度传感器。 这款汽车级陀螺仪在引脚、封装、温度和功能方面完全兼容该供应商的工业级 ADXRS652 陀螺仪。 输出信号 RATEOUT(1B 、2A)为电压值,与围绕封装上表面垂直轴转动的角速度成比例。 输出与给定的基准电源成比例。 带宽由外部电容器设定。 ADXRS620 采用 7 × 7 × 3 mmBGA陶瓷封装。

  倾角传感器是高精度调平和倾角测量仪器的关键元件。 Murata 的 SCA103T 系列(图 4)是基于 3D MEMS 的单轴倾角仪产品家族,不但精度高,而且采用了不同的测量原理,可对共模误差和噪声影响进行补偿。

  这款器件校准精度高,具有极高的温度稳定性、高分辨率和低噪声特性,设计采用坚固的检测元件。 这款倾角仪基于过阻尼检测元件,对振动不敏感。据报道,这款产品能承受 20,000 g机械冲击。

  图 4:Murata 的 SCA103T 系列倾角仪功能框图,用于高精度找平和倾斜测量仪。

  这些传感器具有出色的稳定性,不受时间和温度的影响。 提供比例模拟输出电压、数字 SPI 倾斜和温度输出,具有全面的故障探测功能。 此外,还兼容无铅回流焊工艺。 在移动机械、车辆、飞机、建筑机械和手持设备中,这些器件可进行无故障测量。

  MEMS 传感器使用的未来增长点在哪里? 可穿戴和移动式保健设备会促进 MEMS 移动传感器、加速计的销售。 健身以及老年人健康护理监测将继续推动 MEMS 加速计、陀螺仪和电子罗盘的集成。 尤其在 MEMS 压力传感器方面,汽车将再次成为市场焦点。

  其他应用包括智能设备,如手表、眼镜、热成像相机和其它传感器。 最新登场的产品是微测辐射热计,这是一种对 IR 敏感的微型热传感器阵列。 这种设备可用在监视系统、执法行动、消防等领域,且可能很快会应用到其它领域。

  MEMS 麦克风将会出现在从智能电话、笔记本电脑到助听器、电视机和相机等大量消费类设备中。 目前,苹果 (Apple) 和三星(Samsung) 是 MEMS 麦克风的最大用户,他们使用了 50% 以上的这种产品。 相信 MEMS 麦克风不久也会在汽车应用中出现。

  例如 Knowles 的 SPM0437HD4H 便是一种采用单数位 PDM 输出的微型、高性能、低功耗、顶部收音孔式数字硅麦克风。 SPM0437HD4H 采用了 Knowles 的 SiSonic MEMS 技术,由一个音频传感器、一个低噪声输入缓冲器和一个积分型调制器组成。 该器件适用于许多应用,如手机、智能电话、笔记本电脑、数码相机、便携式音乐播放器,以及其它需要宽带音频和抗RF干扰性能的便携式电子设备。

  对于所有与传感器相关的设计,传感器融合将继续向前发展。 通过传感器组合,设计工程师能以比使用单个传感器更低的成本,在更短的时间内更轻松地集成、实现各种性能和前所未有的功能。 尽管手持设备和平板电脑稳居 MEMS 传感器使用量榜首,但这些传感器将会集成到我们周围的几乎每一个地方,尤其在消费类应用方面。

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  信息 LC717A10AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)

  用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V

  信息 LC717A00AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可以检测每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(例如增益),因此当应用推荐的开关模式时,LC717A00AR可以独立运行。此外,由于LC717A00AR具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外部设备调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消耗:320μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...

  信息 LC717A10AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)

  用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V

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  信息 LB11683H是一款三相全波电流线性驱动无传感器电机驱动器。它采用无传感器控制系统,无需使用霍尔效应器件。为了实现更安静的运行,LB11683H具有电流软开关电路,是驱动冰箱等冷却风扇电机的理想选择。 电流线性驱动器 内置限流电路 输出级过饱和防止电路 线圈反电动势FG输出 内置热关断电路 节拍锁定防止电路 锁定保护电路 锁定检测输出

  信息 LA0151CS是一种线性电流输出型照明(环境光)传感器,具有2级增益切换。 极小的封装(1.01 * 1.01 * 0.6 mm) 低功耗(1000 Lux时150uA) IR区无敏感 低增益模式功能(-35 dB)

  信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...

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  信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...

  信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...

  信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...

  信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...

  信息QSD2030F PIN光电二极管 封装类型: T-1 3/4(5mm透镜尺寸) 宽接收角,40° 日光过滤器 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 高灵敏度 峰值敏感度l = 880nm

  信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应都垂直于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器

  信息QRE1113 光电晶体管输出 无接触表面感测 微型封装 时尚设计: 鸥翼式 两种引脚形式选择: 通孔(QRE1113)SMT鸥翼式(QRE1113GR) 两种封装选择: 管状(QRE1113)卷带和卷盘(QRE1113GR)

  信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应都垂直于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器

  信息描述 XTR105 是一款带有两个精准电流源的单片 4-20mV,2 线制电流发送器。 它提供针对铂 RTD 温度传感器和桥、仪表放大器、和一个单集成电路上的电流输出电路的完整电流激励。多用途线性化电流提供一个对 RTD 的第二阶修正,通常可以实现一个 40:1 的线性改进。 仪器放大器增益可针对宽范围的温度或者压力测量进行配置。 整个电流发送器的总体未调整误差足够低以允许在未经调整的情况下用于很多应用。 这包括零输出电流漂移,和非线 在环路电源电压上运行。特性 低未调整误差 两个精准电流源 线 线制远程电阻温度检测器 (RTD) 操作 低偏移漂移 低输出电流噪声 高电源抑制 (PSR) 高共模抑制 (CMR) 宽电源电压...

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