針對(duì)工業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新MEMS傳感器

找出2007年專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)品并不是難事。盡管如此，AnalogDevices的ADIS16209雙模測(cè)斜儀和OmronElectronicComponents的D6F-P流速傳感器這兩個(gè)基于MEMS的器件仍然略勝一籌。

了解傾度
測(cè)斜儀也叫傾斜傳感器，是一個(gè)可進(jìn)行高精確度測(cè)量的高度集成、可編程的雙軸器件。它非常適合用于需要測(cè)量?jī)A度變化的工業(yè)應(yīng)用，包括測(cè)量設(shè)備、工廠機(jī)械工具、衛(wèi)星天線穩(wěn)定性系統(tǒng)以及汽車車輪調(diào)準(zhǔn)。
其輸出為完全補(bǔ)償?shù)闹苯菧y(cè)量，并且線性傾度誤差不到0.1°，比同類競(jìng)爭(zhēng)傾斜傳感器至少精確兩倍（圖1）。這是由于其嵌入式控制器的原因，該控制器采用工廠安裝的校準(zhǔn)系數(shù)，動(dòng)態(tài)地感應(yīng)系統(tǒng)環(huán)境并補(bǔ)償直接數(shù)字角輸出，從而將電壓、溫度、角度和其它變量的變化計(jì)算在內(nèi)。

“大多數(shù)工業(yè)客戶都沒有校準(zhǔn)慣性傳感器所需的裝置。他們需要一個(gè)經(jīng)過完全校準(zhǔn)和測(cè)試的器件，”AnalogDevices公司iSensor業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理BobScannell表示，“他們知道他們將從這個(gè)器件獲得一定級(jí)別的精確度。通過保證測(cè)斜儀的極高精確度，我們從本質(zhì)上降低了這個(gè)客戶群體的使用障礙。”
盡管尺寸總是無關(guān)緊要，但是ADIS16209的尺寸極小，為9.2×9.2×3.9mm，比功能相同的測(cè)斜儀小100倍左右。該器件基于公司的iMEMS內(nèi)核，在水平安裝時(shí)可以測(cè)量±30°范圍的雙軸傾斜。由于其獨(dú)特的雙模操作，它支持整個(gè)360°范圍的垂直安裝單軸實(shí)現(xiàn)。
可調(diào)諧數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口（SPI）端口輸出，該端口能以0.025°的精度測(cè)得傾度，以0.244mg的精度測(cè)得加速度。其千片批量單價(jià)為34.40美元。

保持清潔
Omron的D6F-PMEMS流速傳感器的亮點(diǎn)在于它集成了一個(gè)獨(dú)特的doublecyclone粉塵分離系統(tǒng)（DSS）。這使得該傳感器甚至能夠在HVAC和變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)等滿是灰塵的環(huán)境下通過使微粒遠(yuǎn)離MEMS傳感芯片來提供精確的結(jié)果。

流速傳感器甚至可以在極低的流速下以高精確度和可重復(fù)性提供溫度補(bǔ)償?shù)脑鰪?qiáng)輸出信號(hào)。例如，這種精確度在復(fù)雜的地區(qū)溫度控制系統(tǒng)中非常重要，在這些系統(tǒng)中，新鮮空氣的正常入口需要避免“不良建筑物”。該器件具有緊湊的17×22mm占位面積，并且PCB終端允許風(fēng)門控制模塊直接與電路板相連。
通過設(shè)計(jì)，D6F-P的各批之間非常一致，不需要重新校準(zhǔn)。此外，同一側(cè)具有兩個(gè)口便于連接，不會(huì)使管子紐結(jié)。規(guī)格包括標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每分鐘流過+1.0公升氣體（SLM）、壓力范圍為0.84in/H2O，最大壓力為50kPa（200in/H2O），模擬輸出信號(hào)為0.5～2.5Vdc（0～0.5負(fù)流量指示）。
雖然這些器件可以提供諸多優(yōu)于差壓傳感器的優(yōu)勢(shì)，但是由于成本原因MEMS流速傳感器未被廣泛采用。而D6F-P則具備成本效益，百片批量單價(jià)為47美元左右。其應(yīng)用包括風(fēng)門控制、通風(fēng)口罩、濾清器阻塞檢測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、呼吸器和通風(fēng)設(shè)備、肺活量計(jì)、持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP）設(shè)備、分析設(shè)備、環(huán)境分析儀和氣相色譜儀。