浅谈MEMS传感器的应用优势

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关键词 :    2
一、MEMS传感器概述    3
(一)MEMS电子技术的发展历史    3
(二)MEMS传感器的发展趋势    3
(三)传感器在汽车上的要求    5
(四)MEMS传感器的应用范围    6
(五)MEMS传感器的分类    7
二、MEMS传感器的应用优势    7
(一)MEMS压力传感器简介    7
(二)MEMS传感器和传统型传感器的对比    8
绝缘软母排
(三)MEMS传感器和传统型传感器在安全应用方面的比较    11
(四)MEMS微型传感器和传统型传感器在其他应用方面的比较    13
三、 MEMS传感器的应用现状和发展趋势    13
(一)MEMS传感器的应用现状    13
(二)未来MEMS传感器的发展趋势    15
文献参考    18
浅谈MEMS汽车传感器的应用优势
摘要
MEMS即微电子机械系统的制造,是从专用集成电路(ASIC)技术发展过来的,MEMS
术给汽车界带来的是体积更加小、技术更加先进、价格更加便宜、性能更加可靠的传感器。随着电子技术的发展,传感器也随之发展,在电子技术中传感器有着不可取代的地位。随着传感器的发展,传感器在应用的方面也更加广泛,比起传统型传感器MEMS传感器更加适用于现代汽车中。汽车传感器的性能指标其中包括:环境适应性、精度指标、可靠性、耐久性、响应性和制造成本等。现代汽车中,MEMS传感器和其他传统型传感器比起来,在各方面有着显著的优势。本文阐述了MEMS传感器的发展历史,并将MEMS传感器和传统型传感器分类,并以其中的MEMS压力传感器和部分MEMS传感器为例和传统型传感器做了简单对比,写了MEMS传感器相对于传统型传感器在各方面的优点。最后简述了智能集成化MEMS传感器在安全性能和应用的现状,并概述了智能集成化MEMS在国内外的发展状况。
关键词 MEMS传感器    传感器的应用
前言
MEMS即微机电子机械系统它的英文全称Micro Electromechanical System。现代电子系统中,用MEMS技术制作的微型传感器在人们接触的领域中有着十分广阔的应用前景,在现
代汽车电子控制系统中,传感器负担着信息采集和传输的作用,它将采集到的信息传给电子控制单元ECU进行处理后,向执行器发出指令来进行电子控制的。传感器在电子控制系统中是非常重要的,可以说各个系统的控制过程都是要依靠传感器进行的信息反馈来实现自动控制工作的。随着电子技术的发展,传感器也跟着发展。在现代汽车中,传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的功能,很多汽车以传感器技术的高低和传感器使用的数量决定整个汽车档次的高低。
一、大理石测量平台MEMS传感器概述
(一)MEMS电子技术的发展历史
20世纪50年代,人们在汽车上安装电子管收音机开始,这是汽车电子发展的初步雏形也是传感器的起源;到了60年代初,汽车上开始应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器;到了60年代中期,汽车上才慢慢的开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置;
直到进入70年代后期,电子工业才有了长足的进步,特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路技术得到了巨大的发展。
到了20世纪 90年代,汽车电子技术发展进入第三个阶段,这是对汽车工业发展最有价值也是最有贡献的阶段,超微型磁体、超高效电动机和集成电路的微型化,为汽车上的集中控制奠定了基础。
目前,汽车电子技术已经发展到了第四阶段,即包括电子技术MEMS(含微机技术)、传感器技术、优化控制技术、网络技术和机电一体化耦合交叉技术等综合技术的大型系统。有些汽车的电子控制装置已经占到了整车造价的热气球燃烧器2/3,如宝马BMW750i全车就使用了30多块电脑,现代汽车上电子化的应用程度已经成为衡量汽车档次高低的主要标志。
(二)MEMS传感器的发展趋势
所谓MEMS技术就是一项在普通的硅基片上综合了传感器、执行器、机械单元和电子器件(并使之协调工作)的技术。MEMS技术所生产的全部最新的传感器系列已经开始慢慢大量的出现在今天的车辆上,将逐步取代传统型传感器,它们占据车辆中很大的份额。MEMS中主要包括了微型传感器、微型机构、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是融合了很多种细微的加工技术,并在应用现代化电子信息技术的最新基础成果上所发展起来的,它站在了高科技学科前端,MEMS传感器就是在此技术上所研究出来的产物。
MEMS技术的第一轮商业化浪潮是始于电气石陶瓷球20世纪70年代末80年代初,当时所采用的是大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片所制作压力传感器。由于薄硅片振动膜会在压力下变形,会影响其表面的压敏电阻走线,而这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括了电容感应移动质量加速计,应用于触发汽车的安全气囊和定位陀螺仪。
MEMS技术的第二轮商业化出现于20世纪90年代,主要围绕着悬浮触控PC和信息技术的兴起。TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪,而热式喷墨打印头在现在仍然在大量使用。
MEMS技术的第三轮商业化可以说出现于世纪之交,微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。虽然该市场现在依旧萧条,但微光学器件从长期看来将会是MEMS技术的另一个增长强劲的领域。
目前MEMS装饰工艺画产业所呈现的新趋势是产品应用的扩展,MEMS传感器开始向工业、医疗、测试仪器等各个新领域扩张。推动第四轮商业化的其它应用包括一些电子元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针等其他领域,以及所谓的“片上实验室”生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。
MEMS传感器的实例图如下:
MEMS主要应用于发动机、底盘和车身中。其中发动机的电子控制系统,被认为是MEMS技术在汽车中的主要应用领域之一。Delco、飞思卡尔和世博公司生产了数以百万计的多路压力传感器,除了多路压力和质量流量以外,发动机的控制器还需要获取其他参数,如大气的压力参数,以便根据推算出的海拔高度信息从而确定合理的空气和燃油比,先进的MEMS技术将在这些应用中发挥越来越重要的作用。在废气循环(EGR)系统中,陶瓷电容式压力传感器以不能满足现状,正被微型硅压阻式传感器(即MEMS传感器)慢慢取代。发动机的油压检测也为MEMS技术提供了一个重要的机会。
现代很多系统在应用中的最大障碍是传感器的价格和这类微型压力传感器必须能够在环境
温度很高的发动机中正常工作、其敏感芯片部分必须与工作介质隔离开,MEMS传感器则是很好的解决了这类问题。MEMS压力传感器还可以应用于监控燃油油箱中的蒸汽压,以确保无燃油泄漏。

本文发布于:2023-06-29 23:15:30,感谢您对本站的认可!

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标签:传感器   技术   汽车   应用
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