MEMS技术开创压力传感器新商机

本文作者:admin       点击: 2009-09-10 00:00
前言:
业界对MEMS(micro-electromechanical system)微机电系统的增长性大多乐观以对,运用MEMS技术发展出来的组件与应用也常见创新的惊喜。据iSupply对众多MEMS组件市场增长的预估中,压力传感器堪为继最大产值的喷墨印表读取头之后,居第二大的市场地位。无怪乎近期美日两大厂美商飞思卡尔与日系Epson Toyocom相继针对不同应用发表最新的压力传感器,且看它们之间的差异何在。

飞思卡尔数字压力传感器可提升硬盘内储存容量

飞思卡尔半导体发表第一款数字化输出的压力传感器,可望简化系统设计、并提升笔记型或桌面计算机的硬盘(HDD)记忆储存密度。MPL115A数字传感器使用微机电系统技术,提供高度精准的气压与高度侦测功能,尺寸精巧,适于各种成本有限的消费性电子及工业应用。

除了硬盘内的气压侦测、气压与高度测定应用之外,MPL115A压力传感器还提供工业用设备所需的绝对压力侦测,例如桌上型气候站与真空设备等等。医疗应用则涵盖健康侦测、创伤护理及呼吸系统等。由于安全产品的需求日益增加,MPL115A的环境压力测量及无线远程监控能力,更为其增加了环境监测的应用面向。

飞思卡尔射频,模拟与传感器部门全球通路发展暨亚太中心总监Benjamin Tan表示:“为了服务高度计、硬盘和可携式医疗设备等压力传感器应用客户,我们推出了创新的传感器解决方案,结合了简单易用的数字界面、小巧的封装尺寸、以及操作功率低等优点。MPL115A数字压力传感器是我们最精巧的产品之一,有助于精简线路空间。此外,其功率损耗亦低于市场上的同类型产品。”

MPL115A可直接连接MCU 省却外接ADC

飞思卡尔的MPL115A数字压力传感器支持I2C (inter-integrated circuit,I2C)及串行外围接口(serial peripheral interface,SPI)两种总线,可直接连接嵌入式系统的微控制器(MCU),简化通信并提升弹性。此种架构与其它一般使用模拟讯号的传感器不同,后者往往需要一个内建模拟对数字转换器(ADC)、或是在系统中另外加上ADC组件。像飞思卡尔MPL115A这样的数字压力传感器,由于不需要用到额外的ADC,因而可提供更多弹性并节省成本。

MPL115A传感器的小巧尺寸(3mmx5mmx1.2 mm) LGA封装让它的整合性更强,更适于线路空间有限的便携式应用,而此装置的低电流损耗(休眠模式1 mA、活动模式5 mA)也适合电池驱动与太阳能应用装置,使用功率损耗更是只有竞争对手产品的1/100。数字传感器另外也非常适合HDD系统,因为压力侦测有助于修正磁头抬起的高度,让磁盘驱动器内储存空间最大化。
MPL115A传感器产品功能:
● 数字输出选项
o SPI专用的MPL115A1T1
o I2C专用的MPL115A2T1
● 小巧的3mmx5mmx 1.2mm LGA金属封装 
● 电流消耗低
o 休眠模式:1mA
o 活动模式:5mA (每秒量一次)
● 可透过温度与压力系数作温度补偿
● 压力以kiloPascals (kPa)为单位方便转换 
● 50~115 kPa的绝对压力测量范围
● 精确度1 kPa
● 操作温度范围从-40℃~105℃
● 电源供应2.4~5.5伏特

研发支持、价格与供应方式

MPL115A样品已可透过以下评估套件取得。KITMPL115A1SPI评估用线路板展示SPI通信协议,KITMPL115A2I2C评估用线路板则展示I2C通信协议。两者的建议售价都是15元美金。SPI应用专属的MPL115A1T1传感器和I2C应用专属的MPL115A2T1传感器都已上市,建议售价为每批10,000颗时每颗4.25元美金。

Epson Toyocom新型高精密石英压力传感器针对流体应用

石英晶体组件的领导者Epson Toyocom公司宣布已成功开发出新系列的高精密度石英压力传感器。该款于XP-7000系列的传感器拥有独特的架构,可将流体压力直接传导至一个压力感测组件上。新产品预计于2009年第四季投入商业开发。

QMEMS音叉晶体架构,感应不需传导媒介

多数高精密度压力传感器内部均含压力传导媒介(如油)。然而,XP-7000系列产品所使用的是一个频率稳定,采用独创QMEMS(*1)技术所制成的音叉晶体组件来作为压力感应组件,再加上Epson Toyocom独特的压力传导架构,可直接读取压力,精密度达?0.05% FS。
注1:QMEMS为“(Quartz)”(石英,一种具高稳定性及高精密度等优越特性的晶体材料)及“MEMS”(微机电系统)所组成的名词。QMEMS石英元件以石英制成,而非MEMS所使用的半导体材质。并在石英材料上执行精密的微制程(microfabrication),以便在小型化封装产品中能提供更高的效能。QMEMS为Epson Toyocom的注册商标。

低污染、省空间,组件设计也走环保风

有鉴于近年来环保意识抬头,XP-7000系列所使用的传感器均为环保产品,并不会释放油类或气体。此外,拜Epson Toyocom所使用的独特架构所赐,新型传感器的体积较旧机型相比减少了约43%。
新型传感器非常适合对精密与准确测量有需求的场所,如观测河流及下水道水位、在极度要求洁净的环境下测量液态压力状态,以及工业厂房设备的压力状态等。
XP-7000系列中的两个机型分别为XP-7000MB与XP-7001MB。XP-7000MB具备缓冲电路,即使电缆长度较长时,仍可维持稳定的输出值。而XP-7001MB则支援低电流。
产品主要特色
(1) 压力感应读数精密度达±0.05%FS
(2) 环保产品,不会释放油类或气体
(3) 体积小巧(直径22mmx长度40mm;体积较旧机型减少43%)
主要规格
参考数据:
其他压力传感器IC供货商
● AKTIV SENSOR GmbH
● EPCOS AG
● Epson Toyocom
● First Sensor Technology GmbH
● Freescale
● Infineon
● Intersema
● Melexis
(供货商如有缺漏,请主动告知编辑部)