發布日期：2022-05-11 點擊率：77
根據頂級市場研究公司的預測，微機電 (MEMS) 系統將繼續穩步增長。 IHS 預計 2013 年增長 6.3%，行業收入將達到 16 億美元。 IHS 認為，增長動力源自采用慣性、壓力傳感器的石油、天然氣和航空航天等細分市場。
另一家 MEMS 行業動向觀察公司，法國 Yole Developpement 指出（見圖 1），手機需求將繼續推動 MEMS 器件的強勁增長，證據是他們發現最近收購了 Analog Devices MEMS 麥克風部門的 InvenSense 公司的慣性傳感器部分增長迅猛，銷售額增長了約 30%。
好消息是，這種增長趨勢至少持續到 2018 年，在今天的經濟環境下這是很難能可貴的。
圖 1：MEMS 芯片的市場份額到 2018 年將達 220 億美元，各種應用將在繼續發展中壯大（數據承蒙 Yole Developpement 提供）。
MEMS 一直以來就被認為有助于設計人員將各種各樣的電子系統微型化，能夠相對減少系統的重量和功耗，MEMS 獲得了突飛猛進地發展。 當然，MEMS 實際上幾乎不含運動零件，對制造商來說制造更簡單，性價比更高；這些器件能提高設備可靠性，擁有保證吸引設計人員注意的性能。 所以，汽車系統、移動式手持設備、醫療電子器械、白色家電、軍用和航空航天領域的硬件大量使用了 MEMS。 MEMS 傳感器的集成化、可大幅縮短設計時間的各種功能，以及相比以前更低的集成成本，都成為這些傳感器現在和未來應用的關鍵。
由 Analog Devices 提供的 ADIS16445 緊湊型、六自由度、精密慣性傳感器便是此類系統集成中的一種。 這個完整的慣性系統包括一個三軸陀螺儀和一個三軸加速計。 ADIS16445 中的每個傳感器均集成了 ADI 的 iMEMS? 技術和用于優化動態性能的信號調節功能。 工廠校準為傳感器設定了靈敏度、偏置、對準和線性加速度（陀螺儀偏置）特性。 因此，各個傳感器都有自己的動態補償公式，從而實現精確的傳感器測量。
圖 2：外形緊湊的 ADIS16445 六自由度精密慣性傳感器系統集成度高，可簡化導航應用設計。
ADIS16445 是一種簡單的高性價比集成方法，能夠將精確的多軸慣性檢測功能集成到工業系統中。 器件出廠前已完成了所有必要的運動測試和校準，大大縮短了系統集成時間。 嚴格的正交對準進一步簡化了導航系統中的慣性坐標對準，而 SPI 和寄存器結構又為數據收集、配置控制提供了簡單接口。 具體應用包括導航、機器人、平臺穩定與控制。
汽車行業仍然是 MEMS 傳感器的最大工業用戶。 直噴系統、汽車安全、輪胎壓力監控、制動系統均依賴 MEMS 傳感器。
汽車安全包括車輛底盤側翻檢測，由 Analog Devices 提供的 ADXRS620 ±300°/s 偏航角速度 MEMS 陀螺儀便是滿足這一功能要求的器件（圖 3）
圖 3：針對汽車安全應用的 Analog Devices ADXRS620 陀螺儀的功能框圖。
ADXRS620 陀螺儀采用表面微加工工藝，創造出一款集成在單芯片中的全功能、低成本角速度傳感器。 這款汽車級陀螺儀在引腳、封裝、溫度和功能方面完全兼容該供應商的工業級 ADXRS652 陀螺儀。 輸出信號 RATEOUT（1B 、2A）為電壓值，與圍繞封裝上表面垂直軸轉動的角速度成比例。 輸出與給定的基準電源成比例。 帶寬由外部電容器設定。 ADXRS620 采用 7 × 7 × 3 mm BGA 陶瓷封裝。
傾角傳感器是高精度調平和傾角測量儀器的關鍵元件。 Murata 的 SCA103T 系列（圖 4）是基于 3D MEMS 的單軸傾角儀產品家族，不但精度高，而且采用了不同的測量原理，可對共模誤差和噪聲影響進行補償。
這款器件校準精度高，具有極高的溫度穩定性、高分辨率和低噪聲特性，設計采用堅固的檢測元件。 這款傾角儀基于過阻尼檢測元件，對振動不敏感。據報道，這款產品能承受 20,000 g 機械沖擊。
圖 4：Murata 的 SCA103T 系列傾角儀功能框圖，用于高精度找平和傾斜測量儀。
這些傳感器具有出色的穩定性，不受時間和溫度的影響。 提供比例模擬輸出電壓、數字 SPI 傾斜和溫度輸出，具有全面的故障探測功能。 此外，還兼容無鉛回流焊工藝。 在移動機械、車輛、飛機、建筑機械和手持設備中，這些器件可進行無故障測量。
展望
MEMS 傳感器使用的未來增長點在哪里？ 可穿戴和移動式保健設備會促進 MEMS 移動傳感器、加速計的銷售。 健身以及老年人健康護理監測將繼續推動 MEMS 加速計、陀螺儀和電子羅盤的集成。 尤其在 MEMS 壓力傳感器方面，汽車將再次成為市場焦點。
其他應用包括智能設備，如手表、眼鏡、熱成像相機和其它傳感器。 最新登場的產品是微測輻射熱計，這是一種對 IR 敏感的微型熱傳感器陣列。 這種設備可用在監視系統、執法行動、消防等領域，且可能很快會應用到其它領域。
MEMS 麥克風將會出現在從智能電話、筆記本電腦到助聽器、電視機和相機等大量消費類設備中。 目前，蘋果 (Apple) 和三星 (Samsung) 是 MEMS 麥克風的最大用戶，他們使用了 50% 以上的這種產品。 相信 MEMS 麥克風不久也會在汽車應用中出現。
例如 Knowles 的 SPM0437HD4H 便是一種采用單數位 PDM 輸出的微型、高性能、低功耗、頂部收音孔式數字硅麥克風。 SPM0437HD4H 采用了 Knowles 的 SiSonic MEMS 技術，由一個音頻傳感器、一個低噪聲輸入緩沖器和一個積分型調制器組成。 該器件適用于許多應用，如手機、智能電話、筆記本電腦、數碼相機、便攜式音樂播放器，以及其它需要寬帶音頻和抗 RF 干擾性能的便攜式電子設備。
對于所有與傳感器相關的設計，傳感器融合將繼續向前發展。 通過傳感器組合，設計工程師能以比使用單個傳感器更低的成本，在更短的時間內更輕松地集成、實現各種性能和前所未有的功能。 盡管手持設備和平板電腦穩居 MEMS 傳感器使用量榜首，但這些傳感器將會集成到我們周圍的幾乎每一個地方，尤其在消費類應用方面。
如需詳細了解本文討論的零件，請使用文中給出的鏈接訪問 Digi-Key 網站上的
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