Aký je rozdiel medzi MEMS a tradičnými tlakovými senzormi?

Hej! Ako dodávateľ tlakového senzora sa často pýtam na rozdiel medzi MEMS (mikroelektromechanické systémy) a tradičnými tlakovými senzormi. Takže som si myslel, že by som si to chvíľu rozobral.

Čo sú tradičné tlakové senzory?

Tradičné tlakové senzory sú už veky. Pracujú na relatívne jednoduchých princípoch. Niektorí napríklad používajú mechanický prvok ako membrána. Keď sa používa tlak, membrána sa ohýba alebo deformuje. Táto deformácia sa potom prevedie na elektrický signál rôznymi prostriedkami, ako sú napríklad prvotné meradlá pripojené k membráne.

Tieto senzory sa používali v širokej škále aplikácií. Nájdete ich v priemyselných prostrediach, napríklad monitorovanie tlaku v potrubiach v ropných rafinériách. Používajú sa tiež v systémoch HVAC na meranie tlaku vzduchu. V automobilových aplikáciách sa používali na veci, ako je meranie tlaku v palivovom systéme.

Jednou z veľkých výhod tradičných senzorov tlaku je ich spoľahlivosť. Už mnoho rokov boli testované a vylepšené, takže vieme, že pracujú. Dokážu zvládnuť vysoké tlaky a tvrdé prostredie celkom dobre. Napríklad v ťažkých priemyselných strojoch, kde môže byť tlak extrémne vysoký a podmienky sú špinavé a hlučné, tradičné senzory často žiaria.

Majú však nejaké nevýhody. Zvyčajne majú väčšiu veľkosť. To môže byť problém, keď pracujete na projektoch, v ktorých je priestor obmedzený, napríklad v niektorých moderných kompaktných elektronických zariadeniach. Majú tiež tendenciu konzumovať viac energie. Toto je problém, najmä v aplikáciách napájaných z batérií, pretože môže znížiť výdrž batérie.

Čo sú to tlakové senzory MEMS?

Tlakové senzory MEMS sú novšou inováciou. Používajú techniky mikrofabrikácie, podobné technikám používaným pri vytváraní integrovaných obvodov. Tieto senzory sú neuveriteľne malé, často na stupnici mikrometrov. Sú to v podstate malé mechanické zariadenia integrované s elektronikou na jednom čipe.

Pracovný princíp tlakových senzorov MEMS sa môže meniť, ale bežný je založený na kapacite. Ak sa používa tlak, spôsobuje zmenu vzdialenosti medzi dvoma vodivými doskami v štruktúre MEMS. Táto zmena vzdialenosti vedie k zmene kapacity, ktorú je možné merať a previesť na odčítanie tlaku.

Senzory MEMS majú niekoľko úžasných funkcií. Ich malá veľkosť je obrovská výhoda. Sú ideálne pre aplikácie, v ktorých je priestor na prémiu. Napríklad v smartfónoch sa môžu tlakové senzory MEMS použiť na meranie nadmorskej výšky, čo je užitočné pre navigačné aplikácie. Spotrebujú tiež veľmi malú moc. Vďaka tomu sú ideálne pre prenosné a batériové zariadenia. Nájdete ich vo fitness trackers, kde môžu merať tlak vzduchu na odhad počtu stúpaných podlahových poschodí.

Sú tiež relatívne lacné pre hmotnosť. Pretože výrobný proces je podobný procesu polovodičových čipov, môžeme ich urobiť veľké množstvo za nízku cenu. Vďaka tomu boli prístupné pre širokú škálu spotrebiteľských aplikácií.

Senzory MEMS však nie sú bez ich problémov. Sú citlivejšie na faktory životného prostredia, ako je teplota a vlhkosť. Tieto faktory môžu ovplyvniť ich presnosť a na opravu týchto účinkov sú často potrebné ďalšie kompenzačné obvody. Taktiež nemusia byť také dobré pri manipulácii s extrémne vysokými tlakmi ako tradičné senzory.

Kľúčové rozdiely medzi MEMS a tradičnými tlakovými senzormi

Veľkosť

Ako už bolo spomenuté, veľkosť je hlavným rozdielom. Tradičné senzory sú veľké, zatiaľ čo senzory MEMS sú neuveriteľne malé. Ak hľadáte senzor, ktorý sa zmestí do tesného priestoru, napríklad v aTlakový senzor pre Hitachi ZX470, kde je zariadenie navrhnuté tak, aby bolo kompaktné, MEMS je spôsob, ako ísť.

Spotreba energie

Tradičné senzory spotrebúvajú viac energie, ktoré môžu byť obchodom - prerušovač zariadení s batériou. Senzory MEMS na druhej strane sú výkonné - efektívne. Napríklad vSnímač tlaku automobiluPre moderné elektrické vozidlo, kde je zachovanie energie rozhodujúce, sú senzory MEMS lepšou voľbou.

Náklady

Tradičné senzory môžu byť drahšie, najmä pre modely na mieru - vyrobené alebo vysoké - presné modely. Senzory MEMS sú kvôli ich výrobným schopnostiam vo všeobecnosti lacnejšie. Tento rozdiel v nákladoch môže byť rozhodujúcim faktorom, keď pracujete na projekte s prísnym rozpočtom.

Presnosť a rozsah

Tradičné senzory sú presnejšie, pokiaľ ide o aplikácie s vysokým tlakom. Dokážu zvládnuť tlaky v tisícoch PSI bez veľkého problému. Senzory MEMS sú zvyčajne lepšie pre aplikácie s nižším tlakom, zvyčajne až niekoľko stoviek psi. Ak potrebujete zmerať tlak oleja v aSenzor tlaku oleja pre nákladný automobil Volvo, kde je rozsah tlaku relatívne vysoký, môže byť vhodnejší tradičný senzor.

Environmentálny odpor

Tradičné senzory sú robustnejšie v drsnom prostredí. Dokážu vydržať vysoké teploty, vibrácie a nečistoty lepšie ako senzory MEMS. Senzory MEMS sú však citlivejšie na tieto environmentálne faktory a môžu si vyžadovať ďalšiu ochranu alebo kompenzáciu.

Výber správneho senzora pre vašu aplikáciu

Pokiaľ ide o výber medzi MEMS a tradičnými tlakovými senzormi, skutočne záleží na vašej konkrétnej aplikácii. Ak pracujete na projekte spotrebnej elektroniky, napríklad na inteligentných hodinkách alebo bezdrôtových ušiach, senzory MEMS sú pravdepodobne najlepšou voľbou. Ich malá veľkosť, nízka spotreba energie a nízke náklady z nich robia skvelé riešenie.

Na druhej strane, ak ste zapojení do priemyselného projektu, ako je monitorovanie tlaku v chemickom závode alebo vo veľkom meradle, tradičné senzory sú pravdepodobne vhodnejšie. Dokážu zvládnuť vysoké tlaky a tvrdé podmienky, ktoré sú v týchto nastaveniach bežné.

Ako dodávateľ tlakového senzora vám môžem pomôcť pri výbere správneho výberu. Či už potrebujete senzor pre jednoduchý dom - automatizačný projekt alebo komplexnú priemyselnú aplikáciu, máme širokú škálu možností. Môžeme vám poskytnúť technickú podporu a rady, ktoré potrebujete, aby ste vybrali najlepší senzor pre vaše potreby.

Aplikácie MEMS a tradičných tlakových senzorov

Automobilový priemysel

V automobilovom priemysle sa používajú oba typy senzorov. Tradičné senzory sa používajú v aplikáciách, ako je meranie tlaku v systéme motorového oleja a hydraulických brzdy. Dokážu zvládnuť vysoké tlaky a vibrácie a variácie teploty v motorovom priestore.

Na druhej strane sa senzory MEMS používajú v systémoch monitorovania tlaku v pneumatikách (TPMS). Ich malá veľkosť a nízka spotreba energie sú ideálne pre túto aplikáciu, pretože ich možno ľahko integrovať do ventilu pneumatiky. Používajú sa tiež v systémoch airbagov na meranie zmeny tlaku počas kolízie.

Lekársky priemysel

V lekárskej oblasti sa senzory MEMS stávajú čoraz populárnejšie. Používajú sa v zariadeniach, ako sú monitory krvného tlaku. Ich malá veľkosť umožňuje pohodlnejšie a invazívne monitorovanie. Tradičné senzory sa stále používajú v niektorých väčších zdravotníckych zariadeniach, napríklad v systémoch dodávania kyslíka s vysokým tlakom.

Letecký priemysel

Aplikácie letectva vyžadujú senzory, ktoré sú spoľahlivé a presné. Tradičné senzory sa používajú v hydraulických systémoch lietadiel, kde sú zapojené vysoké tlaky. Senzory MEMS sa používajú pri meraní nadmorskej výšky a výpočte rýchlosti letu v menších, ľahkých lietadlách a bezpilotných leteckých vozidlách (UAV).

Záver

Takže tu to máte - rozdiel medzi MEMS a tradičnými tlakovými senzormi. Každý typ má svoje vlastné silné a slabé stránky a výber medzi nimi závisí od vašich konkrétnych požiadaviek. Či už potrebujete senzor pre priemyselnú aplikáciu s vysokým tlakom alebo nízky - kompaktný spotrebiteľský prístroj, sme tu, aby sme pomohli.

Ak máte záujem o nákup senzorov tlaku pre svoj projekt, neváhajte kontaktovať. Môžeme vám poskytnúť podrobné informácie o produkte, ceny a technickú podporu. Pracujme spolu na nájdení dokonalého roztoku senzora tlaku pre vás.

Odkazy

• Kovacs, GTA (1998). SourceBook s mikromachinovanými prevodníkmi. McGraw - Hill.
• Doebelin, EO (2003). Systémy merania: Aplikácia a návrh. McGraw - Hill.
• Madou, MJ (2002). Základy mikrofabrikácie: veda o miniaturizácii. CRC Press.