微型传感器的由来及发展趋势分析

yingujun 2018-09-03 3738

MEMS/传感技术

1292人已加入

描述

⑴就单一传感器而言，微传感器是指尺寸微小的传感器，如敏感元件的尺寸从微米级到毫米级、甚至达到纳米级，主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术，实现传感器尺寸的缩小。

⑵就集成的传感器而言，微传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上而形成的集成的传感器。

⑶就传感器系统而言，微传感器是指传感系统中不但包括微传感器，还包括微执行器，可以独立工作，甚至由多个微传感器组成传感器网络，或者可实现异地联网。

微型传感器基于从半导体集成电路技术发展而来的MEMS（微电子机械系统），微型传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一快芯片上，由于具有体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以明显提高系统测试精度。目前该技术日渐成熟，可以制作各种能敏感和检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。由于基于MEMS技术的微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势，它们已开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。

1.以MEMS传感器为发展重点由于汽车电子控制系统的多样化，所用传感器的种类和数量不断增加，对传感器的微型化、智能化、多功能化和集成化提出迫切需求。MEMS因具有精度高、体积小、价格低、工作寿命长、易集成、适合量产等特点而获重点发展，并已占据汽车传感器市场的主要份额，如MEMS传感器可通过微纳加工工艺实现传统传感器的微型化，已大范围取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器等传感器;可在同一衬底上与其他多个MEMS传感器多功能集成;可通过与信息处理和控制芯片的集成实现自诊断、多参数混合测量、误差补偿等智能化功能，可有效缩小整体体积、降低系统功耗、提高可靠性。

2.动力驱动系统用传感器注重节能减排动力驱动系统主要包括发动机和底盘管理系统，使用的传感器主要有流量传感器、压力传感器（进气压力、气缸压力、大气压、油压等）、温度传感器（空气、水、润滑油等）、爆震传感器、曲轴传感器、气体浓度传感器、节气门位置传感器、怠速传感器、悬架系统传感器，以及在自动变速箱中的车轮速传感器、发动机转速传感器和油门踏板位置传感器等。发动机的电子控制单元根据传感器提供的信息对发动机的各项工况进行准确控制，从而提高发动机的动力性、可维护性，降低油耗和减轻排放。由于工作环境恶劣，动力驱动系统用传感器比一般工业用传感器的精度和可靠性均高出1～2个数量级。

3.安全管理系统用传感器转向主动安全随着技术不断发展，汽车安全管理系统的目标已从被动防御转向主动保护。目前在用的安全管理系统，如安全气囊系统、胎压监测系统、防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）系统、先进驾驶辅助系统（ADAS）、夜视系统等，都使用了大量的传感器，采集的信息包括汽车各个方向的加速度、胎压、制动踏板位置、碰撞压力、接近警告等。这类传感器是近年汽车应用领域创新最活跃的部分。

4.舒适系统用传感器重在提升驾乘体验随着人们对驾乘舒适性和愉悦性要求的不断提升，除了传统的空调温湿度、车内烟雾检测、车椅调节、底盘调节、车窗调节和承重传感器外，定速巡航、导航、环境感知、车辆防盗、汽车灯光检测等各类新应用大量涌现，直接推动了车速传感器、陀螺仪、罗盘传感器、红外报警传感器、光电池传感器等的发展。这类传感器随着汽车人性化发展需求，具备最大发展潜力。

打开APP阅读更多精彩内容