Craidd Synhwyro Pwysau

Synwyryddion pwysau MEMS yw craidd a phrif ffrwd absoliwt technoleg synhwyro pwysau modern. Maent yn cynrychioli chwyldro mewn miniaturization, deallusrwydd, a chost isel.

 

Mae MEMS, neu Micro{0}}Electro-Systemau Mecanyddol, yn cyfeirio at systemau mecanyddol ac electronig bach a weithgynhyrchir mewn swmp ar wafferi silicon gan ddefnyddio prosesau gwneuthuriad cylched integredig (IC).

Craidd synhwyrydd pwysau MEMS yw diaffram silicon ar raddfa micromedr. Mae pwysau sy'n gweithredu ar y diaffram hwn yn achosi iddo anffurfio. Mae'r anffurfiad hwn yn newid nodweddion trydanol elfennau synhwyro integredig, a thrwy fesur y newidiadau trydanol hyn, gellir cael y gwerth pwysau. Yn seiliedig ar yr egwyddor synhwyro, fe'u rhennir yn bennaf i'r mathau canlynol:

• Egwyddor: Mae elfennau piezoresistive yn cael eu creu ar y diaffram silicon trwy broses dopio a'u cysylltu i ffurfio pont Wheatstone. Pan fydd y diaffram yn anffurfio o dan bwysau, mae'r gwerthoedd gwrthiant yn newid, gan achosi i'r bont allbwn signal foltedd sy'n gymesur â'r pwysau.
• Nodweddion: Technoleg aeddfed, strwythur syml, signal allbwn mawr, cost isel. Dyma'r math mwyaf cyffredin ac economaidd o synhwyrydd pwysau MEMS. Fodd bynnag, mae'n sensitif i dymheredd ac mae angen iawndal tymheredd.

• Egwyddor: Mae'r diaffram silicon yn gweithredu fel un plât cynhwysydd, gan ffurfio cynhwysydd bach gyda phlât sefydlog arall. Mae pwysau yn anffurfio'r diaffram, gan newid y pellter rhwng y ddau blât, a thrwy hynny achosi newid mewn cynhwysedd.
• Nodweddion: Defnydd pŵer isel, sensitifrwydd uchel, nodweddion tymheredd da, ymwrthedd gorlwytho cryf. Fe'i defnyddir yn aml mewn-pŵer isel a-meysydd mesur pwysedd isel.

• Egwyddor: Mae pwysau yn newid y straen yn y diaffram silicon, sy'n newid amledd naturiol trawst soniarus bach a wneir arno. Synhwyrir pwysau trwy fesur y newid amlder.
• Nodweddion: Cywirdeb uchel iawn, sefydlogrwydd da, allbwn digidol (amlder). Fodd bynnag, mae'r strwythur yn gymhleth, mae'r gost yn uchel, ac fe'i defnyddir yn bennaf mewn meysydd diwydiannol ac awyrofod uchel.

Mae synwyryddion pwysau MEMS yn cael eu cynhyrchu ar wafferi silicon gan ddefnyddio prosesau lled-ddargludyddion safonol (fel ffotolithograffeg, ysgythru, trylediad, dyddodiad ffilm tenau). Y cam allweddol yw ffurfio'r ceudod a'r diaffram gwasgedd, gan ddefnyddio technegau micro-beiriannu arwyneb swmp micromachiningor yn nodweddiadol.

O'u cymharu â synwyryddion pwysau diaffram mecanyddol neu fetel traddodiadol, mae gan synwyryddion pwysau MEMS fanteision llethol:

• Miniatureiddio:Gall maint fod mor fach â graddfa milimedr neu hyd yn oed micromedr, gan eu gwneud yn hawdd eu hintegreiddio.
• Cynhyrchu Torfol a Chost Isel:Wedi'i gynhyrchu ar yr un pryd mewn miloedd ar wafferi, yn union fel sglodion, gan leihau'r gost fesul synhwyrydd yn sylweddol.
• Cywirdeb Uchel a Dibynadwyedd Uchel:Dim rhannau symudol, bywyd blinder hir.
• Defnydd Pŵer Isel:Yn arbennig o addas ar gyfer-dyfeisiau cludadwy sy'n cael eu pweru gan fatri.
• Cudd-wybodaeth:Gall cylchedau cyflyru signal, microbroseswyr, synwyryddion tymheredd, ac ati, gael eu hintegreiddio'n hawdd ar yr un sglodyn â'r uned synhwyro, gan ffurfio "System{1}}ar-Chip" i gyflawni hunan-iawndal, hunan-calibradu, ac allbwn digidol.

Mae'r pwysedd cyfeirio yn wactod. Mae'n mesur pwysau o'i gymharu â gwactod perffaith.

Ceisiadau: Altimeters, gorsafoedd tywydd, systemau gwactod.

Y pwysedd cyfeirio yw'r gwasgedd atmosfferig presennol. Mae'n mesur pwysau o'i gymharu â gwasgedd atmosfferig. Yn nodweddiadol mae twll awyrell yn y cwt.

Cymwysiadau: Monitorau pwysedd gwaed, baromedrau, rheoli prosesau diwydiannol (ee pwysedd piblinell).

Ceisiadau: Mesur llif, monitro clocsio hidlydd, mesur lefel hylif.

Tagiau poblogaidd: craidd synhwyro pwysau, cyflenwyr craidd synhwyro pwysau Tsieina