Sensor Tekanan MEMS

Sensor tekanan MEMS adalah inti mutlak dan arus utama teknologi penginderaan tekanan modern. Mereka mewakili revolusi dalam miniaturisasi, kecerdasan, dan biaya rendah.

 

MEMS, atau Sistem Mekanik-Elektro-Mikro, mengacu pada sistem mekanis dan elektronik mini yang diproduksi secara massal pada wafer silikon menggunakan proses fabrikasi sirkuit terpadu (IC).

Inti dari sensor tekanan MEMS adalah diafragma silikon berskala mikrometer. Tekanan yang bekerja pada diafragma ini menyebabkannya berubah bentuk. Deformasi ini mengubah karakteristik kelistrikan elemen penginderaan terintegrasi, dan dengan mengukur perubahan kelistrikan ini, nilai tekanan dapat diperoleh. Berdasarkan prinsip penginderaan, mereka dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

• Prinsip: Elemen piezoresistif dibuat pada diafragma silikon melalui proses doping dan dihubungkan untuk membentuk jembatan Wheatstone. Ketika diafragma berubah bentuk di bawah tekanan, nilai resistansi berubah, menyebabkan jembatan mengeluarkan sinyal tegangan yang sebanding dengan tekanan.
• Karakteristik: Teknologi matang, struktur sederhana, sinyal keluaran besar, biaya rendah. Ini adalah jenis sensor tekanan MEMS yang paling umum dan ekonomis. Namun, ini sensitif terhadap suhu dan memerlukan kompensasi suhu.

• Prinsip: Diafragma silikon bertindak sebagai satu pelat kapasitor, membentuk kapasitor mini dengan pelat tetap lainnya. Tekanan merusak diafragma, mengubah jarak antara kedua pelat, sehingga menyebabkan perubahan kapasitansi.
• Karakteristik: Konsumsi daya rendah, sensitivitas tinggi, karakteristik suhu yang baik, ketahanan beban berlebih yang kuat. Sering digunakan dalam bidang pengukuran-berdaya rendah dan-tekanan rendah.

• Prinsip: Tekanan mengubah tegangan pada diafragma silikon, yang mengubah frekuensi alami sinar resonansi mini yang dibuat di atasnya. Tekanan dirasakan dengan mengukur perubahan frekuensi.
• Karakteristik: Akurasi sangat tinggi, stabilitas baik, keluaran digital (frekuensi). Namun, strukturnya rumit, biayanya tinggi, dan sebagian besar digunakan di-bidang industri kelas atas dan dirgantara.

Sensor tekanan MEMS dibuat pada wafer silikon menggunakan proses semikonduktor standar (seperti fotolitografi, etsa, difusi, deposisi film-tipis). Langkah kuncinya adalah membentuk rongga dan diafragma tekanan, biasanya menggunakan teknik pemesinan mikro massal atau pemesinan mikro permukaan.

Dibandingkan dengan sensor tekanan diafragma mekanis atau logam tradisional, sensor tekanan MEMS memiliki keunggulan luar biasa:

• Miniaturisasi:Ukurannya bisa sekecil skala milimeter atau bahkan mikrometer, sehingga mudah untuk diintegrasikan.
• Produksi Massal & Biaya Rendah:Diproduksi secara bersamaan dalam jumlah ribuan wafer, sama seperti chip, secara drastis mengurangi biaya per sensor.
• Akurasi Tinggi & Keandalan Tinggi:Tidak ada bagian yang bergerak, masa pakai yang lama.
• Konsumsi Daya Rendah:Sangat cocok untuk-perangkat portabel bertenaga baterai.
• Intelijen:Sirkuit pengkondisi sinyal, mikroprosesor, sensor suhu, dll., dapat dengan mudah diintegrasikan pada chip yang sama dengan unit penginderaan, membentuk "Sistem-pada-Chip" untuk mencapai-kompensasi mandiri, kalibrasi-sendiri, dan keluaran digital.

Tekanan referensi adalah ruang hampa. Ini mengukur tekanan relatif terhadap ruang hampa sempurna.

Aplikasi: Altimeter, stasiun cuaca, sistem vakum.

Tekanan referensi adalah tekanan atmosfer saat ini. Ini mengukur tekanan relatif terhadap tekanan atmosfer. Biasanya memiliki lubang ventilasi di housingnya.

Aplikasi: Monitor tekanan darah, barometer, kontrol proses industri (misalnya tekanan pipa).

Aplikasi: Pengukuran aliran, pemantauan penyumbatan filter, pengukuran level cairan.

Tag populer: sensor tekanan mems, Cina pemasok sensor tekanan mems