新闻与资讯

跃动在指尖上的科技-论传感器的微型化

2013-11-26 sensor 801

微传感器指尖上的科技

据估计2020年全球接入物联网的终端将达到500亿个。随著物联网技术的发展和进步,具备基础信息收集处理功能的传感器,向著高度智能化和微型化发展。由于微型传感器具有体积小、功能新、便于大批量生产、单件成本低等优势,其未来市场前景非常光明。

MEMS技术的发展使微型传感器提高到了一个新的水平,利用微电子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同一芯片上,它具有体积小、价格便宜、可靠性高等特点,并且可以明显提高系统测试精度。

而传感器本身体积也是越小越好,这就要求发展新的材料及加工技术,目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小,如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的,体积较大、稳定性差、寿命也短,而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好。

微型传感器可以不受空间大小制约而安放在狭小位置上,并有对被测对象的状态干扰小、时间响应快和成本低等优点。过去制作传感器一边用眼看一边用手加工,就是机械加工也受到机械能力的限制。以集成技术为基础的微细加工技术则不然,能把电路加工到光波数量级,而且可批量生产,价格便宜。

微型传感器不仅仅指传感器的体积小、质量轻。就单一的传感器而言,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和纳米技术,实现传感器尺寸的缩小;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传感器;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,或者可实现异地物物联网。

就市场占有率来讲,微型传感器是目前最为成功并最具实用性的微型机电器件,目前,微型传感器已在汽车应用和提高员工效率等方面积累了良好的应用经验。其次,由于微型传感器具有体积小、功能新、便于大批量生产、单件成本低等优势,其未来市场前景也非常光明。

美国斯坦福大学已把过去相当大的连搬运都困难的气相色谱仪集成在直径5cm的硅片上,制成超小型气相色谱仪,现在的传感器概念已跳出原来含义的小圈子,而是以微型、集成化和智能化为特征的微系统。该微系统除具有自测试、自校准和数字补偿的微处理器之外,还具有微执行器。现代的微细加工技术已把微传感器、微处理器和微执行器集成在一块硅片上构成微系统。

返回顶部