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MEMS技术与MESE传感器——释盲贴

工程师
2013-02-22 17:40:24    评分

MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的缩写。MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是在融合多种微细加工技术,并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。

MEMS技术

是采用微制造技术,在一个公共硅片基础上整合了传感器、机械元件、致动器(actuator)与电子元件。MEMS通常会被看作是一种系统单 晶片(SoC),它让智能型产品得以开发,并得以进入很多的次级市场,为包括汽车、保健、手机、生物技术、消费性产品等各领域提供解决方案。

目前,常用的制作MEMS 器件的技术主要有三种。 第一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机器制造小机器,再利用小机器制造微机器的方法。 第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS 器件。 第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻、电铸和塑铸)技术,它是利用X 射线光刻技术,通过电铸成型和塑铸形成深层微结构的方法。 MEMS传感器

MEMS传感器,顾名思义就是用MEMS技术制作的各种传感器,采样MEMS技术可以使传感器的体积进一步缩小,使更多的传感器集成到更小的MEMS器件上。他的发展趋势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。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;

第三,集成化及智慧化趋势。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智能。

目前,MEMS传感器主要应用在汽车、医疗和消费电子三大领域。

汽车电子

 汽车工业是传感器的一个重要应用领域。每台汽车会有40到上百个传感器,而汽车智慧化的发展趋势也将促进汽车市场对传感器的需求。其应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统(ABS)、电子车身稳定程序(ESP)、电控悬挂(ECS)、电动手刹(EPB)、斜坡起动辅助(HAS)、胎压监控(EPMS)、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。其中电子车身稳定程序ESP得到众MEMS厂商的高度关注。由于其主动防滑功能要求更多的传感器和先进的处理系统,因此将带动汽车电子MEMS传统应用市场的需求。

医疗系统

随着人口老龄化和中国医疗保健系统的健全,各种远距离监护和高精度治疗设备将越来越多地被引入。医疗保健市场逐渐成为MEMS传感器应用的又一大市场。MEMS具有微型的特点,可以代替器官植入、微量检测,主要的发展方向是血管内手术和颅内手术以及细胞手术。

消费电子

MEMS传感器在消费电子领域中主要应用于运动/坠落检测、导航数据补偿、游戏/人机界面、电源管理、GPS增强/盲区消除、速度/距离计数、其他体育和保健应用等等。这些MEMS技术都在很大程度上提高了用户体验,并带来了全新的电子消费产品。其中加速度计是该市场中第一大应用产品。而近期陀螺仪增长迅速,已经成为继加速度计后的第二大应用产品。

除去以上三个领域,在工业领域中,MEMS也有很多的应用。小体积、低成本的MEMS传感器越来越多地用在各种机械振动监测上,它可以用来监测马达、轴承等的振动,从而实现预见性维护;利用MEMS加速度计实现的倾角仪也被广泛用在各种工业测量设备上;还有遥控直升机的伺服系统、两轮车的平衡系统、天线稳定平台等。

典型应用 1.任天堂的Wii

搭载运动传感器(Motion sensor)的 Wii 手柄采用了ST的3轴加速度传感器。

2.Guitar Hero: World Tour

游戏吉他中使用了飞思卡尔公司的MMA7360L三轴加速计

3.iPhone iPhone将使用MEMS陀螺仪,iPhone可以在很多应用中使用该技术,比如保龄球高尔夫等运动游戏。

另外,该项技术还可以将iPhone和桌面PC游戏结合在一起。任天堂和索尼都已经使用该项技术做为和其它系统相连的游戏控制器,苹果也已经将iPhone用作Mac笔记本的遥控设备,因此,我们可能很快就可以看到苹果将iPhone用作PC上的游戏控制设备。

4.奥林巴斯数码相机 u1050SW

奥林巴斯新近推出一款数码相机,使用者可通过敲击LCD显示屏或机身外壳来改变设置、拍照和查看拍摄的照片。例如, 当使用者在滑雪坡道上拍照时,无需脱下手套即可操作相机。另外,该款隶属“u-SW”系列的编号“u1050SW”的相机,具有增强的防水、防尘和防撞击 特点。

5.MEMS麦克风

国内主要的MEMS麦克风生产厂家有:山东歌尔声学、苏州敏芯(Suzhou MEMSensing Microsystems)、深圳瑞声(AAC Acoustic Technologies )

6.GPS辅助导航

MEMS压力传感器可以使GPS导航更精确,Sensor Platforms公司和其它供应商都在开发集成有MEMS航位推算功能的系统,这样你的导航系统就可以跟随你进入建筑物内(甚至是地铁)而不迷路。其它 的开发者在开发把GPS、相机、MEMS传感器集成在一个平台,这样导航系统不但知道使用者身处何处,还知道使用者看到些什么,这样屏幕上的数据交互以确 定你寻找的建筑物。

7.喷墨打印机的喷墨头

明基电通(BenQ)日前发表新一代应用微机电(MEMS)整合之喷墨单芯片产品,这是该公司自2005年起执行工业局前瞻应用主导性新产品计划的研究成果,随着新一代产品的开发完成,明基希望能藉此开拓更多打印机ODM代工的商业机会。

8.玩具

玩具也装配有MEMS器件。在其动作传感游戏杆之外,Jakks Pacific最近推出了一系列带有动作传感的加速度计的低价玩具,例如,仙女玩具组合中的带有动作传感的魔杖。

9.硬盘跌落保护

10.MEMS微型投影仪





关键词: MEMS传感器     智能传感器    

工程师
2013-02-26 13:49:25    评分
2楼
这个东西说白了  也就是传感器的信号处理集成了

菜鸟
2013-02-26 14:53:34    评分
3楼
当下比较流行,关注MEMS传感器!

高工
2013-02-27 14:22:59    评分
4楼
看了半天,MEMS传感器这玩意还是似懂非懂。。

工程师
2013-02-27 15:36:52    评分
5楼

就是以前的机械电子系统,被做的更小了,就是微小的机械电子系统。


就是把机械电子集成在一起的技术,因为传感器涉及的技术只有极少部分是单纯的电子技术,而大多数都是电子与其它系统的结合,正好于MEMS技术相符。所以有了这项技术,传感器就可以集成到更小的电子器件上,形成机械电子系统。


专家
2013-02-27 17:34:33    评分
6楼
mems这个小系统对于我这种不太了解机械的电子工程师提供了大大的使得。

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