Vad är skillnaden mellan MEMS och traditionella trycksensorer?

Hej där! Som en trycksensorleverantör blir jag ofta frågad om skillnaden mellan MEMS (mikroelektro-mekaniska system) och traditionella trycksensorer. Så jag trodde att jag skulle ta ett ögonblick för att bryta ner det åt dig.

Vad är traditionella trycksensorer?

Traditionella trycksensorer har funnits i evigheter. De arbetar med relativt enkla principer. Till exempel använder vissa ett mekaniskt element som ett membran. När trycket appliceras böjs membranet eller deformerna. Denna deformation omvandlas sedan till en elektrisk signal på olika sätt, såsom stammätare fästa vid membranet.

Dessa sensorer har använts i ett brett spektrum av applikationer. Du kan hitta dem i industriella miljöer, som att övervaka trycket i rörledningar vid oljeraffinaderier. De används också i HVAC -system för att mäta lufttryck. I bilapplikationer har de använts för saker som att mäta trycket i bränslesystemet.

En av de stora fördelarna med traditionella trycksensorer är deras tillförlitlighet. De har testats och förfinats under många år, så vi vet att de arbetar. De kan hantera höga tryck och hårda miljöer ganska bra. Till exempel, i tunga industriella maskiner, där trycket kan vara extremt högt och förhållandena är smutsiga och bullriga, lyser traditionella sensorer ofta.

Men de har några nackdelar. De är vanligtvis större i storlek. Detta kan vara ett problem när du arbetar med projekt där utrymmet är begränsat, som i vissa moderna, kompakta elektroniska enheter. De tenderar också att konsumera mer kraft. Detta är ett problem, särskilt i batteridrivna applikationer, eftersom det kan minska batteriets livslängd.

Vad är MEMS -trycksensorer?

MEMS -trycksensorer är en nyare innovation. De använder mikrofabriceringstekniker, liknande de som används för att göra integrerade kretsar. Dessa sensorer är oerhört små, ofta på skala av mikrometer. De är i huvudsak små mekaniska enheter integrerade med elektronik på ett enda chip.

Arbetsprincipen för MEMS -trycksensorer kan variera, men en vanlig är baserad på kapacitans. När trycket appliceras orsakar det en förändring i avståndet mellan två ledande plattor inom MEMS -strukturen. Denna förändring i avstånd leder till en förändring i kapacitans, som kan mätas och omvandlas till en tryckavläsning.

MEMS -sensorer har några fantastiska funktioner. Deras lilla storlek är en enorm fördel. De är perfekta för applikationer där utrymmet är till en premium. I smartphones kan till exempel MEMS -trycksensorer användas för att mäta höjd, vilket är användbart för navigationsappar. De konsumerar också mycket lite kraft. Detta gör dem idealiska för bärbara och batteridrivna enheter. Du kan hitta dem i fitness trackers, där de kan mäta lufttryck för att uppskatta antalet klättrade golv.

De är också relativt billiga för massor. Eftersom tillverkningsprocessen liknar den för halvledarchips kan vi göra ett stort antal av dem till en låg kostnad. Detta har gjort dem tillgängliga för ett brett utbud av konsumentapplikationer.

Men MEMS -sensorer är inte utan deras problem. De är mer känsliga för miljöfaktorer som temperatur och luftfuktighet. Dessa faktorer kan påverka deras noggrannhet, och ytterligare kompensationskretsar behövs ofta för att korrigera för dessa effekter. De kanske inte är lika bra på att hantera extremt höga tryck som traditionella sensorer.

Viktiga skillnader mellan MEMS och traditionella trycksensorer

Storlek

Som nämnts tidigare är storlek en stor skillnad. Traditionella sensorer är stora, medan MEMS -sensorer är oerhört små. Om du letar efter en sensor som passar in i ett tätt utrymme, som i enTrycksensor för Hitachi ZX470, där utrustningen är utformad för att vara kompakt är MEMS vägen att gå.

Energiförbrukning

Traditionella sensorer konsumerar mer kraft, vilket kan vara en affär - brytare i batteridrivna enheter. MEMS -sensorer är å andra sidan krafteffektiva. Till exempel i enBiltrycksensorFör en modern elbil, där kraftbevarande är avgörande, är MEMS -sensorer ett bättre val.

Kosta

Traditionella sensorer kan vara dyrare, särskilt för anpassade eller höga precisionsmodeller. MEMS -sensorer, på grund av deras massa produktionsfunktioner, är i allmänhet billigare. Denna kostnadsskillnad kan vara en avgörande faktor när du arbetar med ett projekt med en stram budget.

Noggrannhet och räckvidd

Traditionella sensorer är mer exakta när det gäller högtrycksapplikationer. De kan hantera tryck i tusentals PSI utan mycket problem. MEMS -sensorer är vanligtvis bättre för lägre tryckapplikationer, vanligtvis upp till några hundra psi. Om du behöver mäta oljetrycket i enOljetrycksensor för Volvo Truck, där tryckområdet är relativt högt kan en traditionell sensor vara mer lämplig.

Miljömotstånd

Traditionella sensorer är mer robusta i hårda miljöer. De kan tåla höga temperaturer, vibrationer och smuts bättre än MEMS -sensorer. MEMS -sensorer är emellertid mer känsliga för dessa miljöfaktorer och kan kräva ytterligare skydd eller ersättning.

Välja rätt sensor för din applikation

När det gäller att välja mellan MEMS och traditionella trycksensorer beror det verkligen på din specifika applikation. Om du arbetar med ett konsumentelektronikprojekt, som ett smartwatch eller en trådlös öronskydd, är MEMS -sensorer troligtvis det bästa valet. Deras lilla storlek, låg effektförbrukning och låga kostnader gör dem bra.

Å andra sidan, om du är involverad i ett industriellt projekt, till exempel övervakning av trycket i en kemisk anläggning eller en stor tillverkningsanläggning, är traditionella sensorer förmodligen mer lämpliga. De kan hantera de höga tryck och svåra förhållanden som är vanliga i dessa inställningar.

Som en trycksensorleverantör kan jag hjälpa dig att göra rätt val. Oavsett om du behöver en sensor för ett enkelt hem - automatiseringsprojekt eller en komplex industriell applikation, har vi ett brett utbud av alternativ. Vi kan ge dig det tekniska support och råd du behöver för att välja den bästa sensorn för dina behov.

Tillämpningar av MEMS och traditionella trycksensorer

Bilindustri

Inom fordonsindustrin används båda typerna av sensorer. Traditionella sensorer används i applikationer som att mäta trycket i motoroljesystemet och de hydrauliska bromsarna. De kan hantera de höga trycken och vibrationerna och temperaturvariationerna i motorrummet.

MEMS -sensorer används å andra sidan i däcktrycksövervakningssystem (TPM). Deras lilla storlek och låg effektförbrukning är idealisk för denna applikation, eftersom de enkelt kan integreras i däckventilen. De används också i airbag -system för att mäta tryckförändringen under en kollision.

Medicinsk industri

Inom det medicinska området blir MEMS -sensorer allt populärare. De används i enheter som blodtrycksmonitorer. Deras lilla storlek möjliggör mer bekväm och icke -invasiv övervakning. Traditionella sensorer används fortfarande i någon större medicinsk utrustning, som i högtryckssyresystem.

Flygindustri

Aerospace -applikationer kräver sensorer som är pålitliga och korrekta. Traditionella sensorer används i flygplanens hydrauliska system, där högt tryck är involverade. MEMS -sensorer används i höjdmätning och beräkning av lufthastighet i mindre, lätta flygplan och obemannade flygfordon (UAV).

Slutsats

Så där har du det - skillnaden mellan MEMS och traditionella trycksensorer. Varje typ har sina egna styrkor och svagheter, och valet mellan dem beror på dina specifika krav. Oavsett om du behöver en sensor för en industriell applikation med högt tryck eller en låg kraft, kompakt konsumentenhet, är vi här för att hjälpa.

Om du är intresserad av att köpa trycksensorer för ditt projekt, tveka inte att komma i kontakt. Vi kan ge dig detaljerad produktinformation, prissättning och teknisk support. Låt oss arbeta tillsammans för att hitta den perfekta trycksensorlösningen för dig.

Referenser

• Kovacs, GTA (1998). Micromachined Transducers SourceBook. McGraw - Hill.
• Doebelin, EO (2003). Mätningssystem: Tillämpning och design. McGraw - Hill.
• Madou, MJ (2002). Grundläggande mikrofabricering: Miniatyriseringsvetenskapen. CRC Press.