MEMS Basınç Sensörü

MEMS basınç sensörleri, modern basınç algılama teknolojisinin mutlak çekirdeği ve ana akımıdır. Minyatürleştirme, zeka ve düşük maliyette bir devrimi temsil ediyorlar.

 

MEMS veya Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler, entegre devre (IC) üretim süreçleri kullanılarak silikon plakalar üzerinde toplu olarak üretilen minyatür mekanik ve elektronik sistemleri ifade eder.

MEMS basınç sensörünün çekirdeği mikrometre-ölçekli bir silikon diyaframdır. Bu diyaframa uygulanan basınç onun deforme olmasına neden olur. Bu deformasyon, entegre algılama elemanlarının elektriksel özelliklerini değiştirir ve bu elektriksel değişiklikleri ölçerek basınç değeri elde edilebilir. Algılama ilkesine dayanarak temel olarak aşağıdaki türlere ayrılırlar:

• Prensip: Silikon diyafram üzerinde katkılama işlemi yoluyla piezo dirençli elemanlar oluşturulur ve bir Wheatstone köprüsü oluşturacak şekilde bağlanır. Diyafram basınç altında deforme olduğunda direnç değerleri değişir ve köprünün basınca orantılı bir voltaj sinyali vermesine neden olur.
• Özellikleri: Olgun teknoloji, basit yapı, büyük çıkış sinyali, düşük maliyet. MEMS basınç sensörlerinin en yaygın ve ekonomik tipidir. Ancak sıcaklığa duyarlıdır ve sıcaklık kompanzasyonu gerektirir.

• Prensip: Silikon diyafram, bir kapasitör plakası gibi davranarak başka bir sabit plakayla minyatür bir kapasitör oluşturur. Basınç diyaframı deforme ederek iki plaka arasındaki mesafeyi değiştirir ve böylece kapasitansta bir değişikliğe neden olur.
• Özellikleri: Düşük güç tüketimi, yüksek hassasiyet, iyi sıcaklık özellikleri, güçlü aşırı yük direnci. Genellikle düşük-güç ve düşük-basınç ölçüm alanlarında kullanılır.

• Prensip: Basınç, silikon diyaframdaki gerilimi değiştirir, bu da üzerinde üretilen minyatür rezonans ışınının doğal frekansını değiştirir. Basınç, frekans değişimi ölçülerek algılanır.
• Özellikleri: Çok yüksek doğruluk, iyi stabilite, dijital çıkış (frekans). Ancak yapısı karmaşıktır, maliyeti yüksektir ve çoğunlukla üst düzey endüstriyel ve havacılık alanlarında-kullanılmaktadır.

MEMS basınç sensörleri, standart yarı iletken işlemler (fotolitografi, dağlama, difüzyon, ince-film biriktirme gibi) kullanılarak silikon levhalar üzerinde üretilir. Temel adım, tipik olarak toplu mikro işleme veya yüzey mikro işleme teknikleri kullanılarak boşluk ve basınç diyaframının oluşturulmasıdır.

Geleneksel mekanik veya metal diyaframlı basınç sensörleriyle karşılaştırıldığında MEMS basınç sensörleri çok büyük avantajlara sahiptir:

• Minyatürleştirme:Boyutları milimetre, hatta mikrometre kadar küçük olabilir, bu da entegrasyonlarını kolaylaştırır.
• Seri Üretim ve Düşük Maliyet:Çipler gibi aynı anda binlerce plaka üzerinde üretilerek sensör başına maliyet önemli ölçüde azaltılır.
• Yüksek Doğruluk ve Yüksek Güvenilirlik:Hareketli parça yok, yorulma ömrü uzun.
• Düşük Güç Tüketimi:Pille çalışan{0}taşınabilir cihazlar için özellikle uygundur.
• İstihbarat:Sinyal koşullandırma devreleri, mikroişlemciler, sıcaklık sensörleri vb., algılama ünitesiyle aynı çip üzerine kolayca entegre edilebilir ve kendi kendini-dengeleme, kendi{-kalibrasyon ve dijital çıktı elde etmek için bir "Çip Üzerinde-Sistem-Sistem" oluşturulabilir.

Referans basıncı bir vakumdur. Mükemmel bir vakuma göre basıncı ölçer.

Uygulamalar: Altimetreler, meteoroloji istasyonları, vakum sistemleri.

Referans basıncı mevcut atmosferik basınçtır. Atmosfer basıncına göre basıncı ölçer. Tipik olarak mahfazada bir havalandırma deliği bulunur.

Uygulamalar: Kan basıncı monitörleri, barometreler, endüstriyel proses kontrolü (örn. boru hattı basıncı).

Uygulamalar: Akış ölçümü, filtre tıkanmasının izlenmesi, sıvı seviyesi ölçümü.

Popüler Etiketler: mems basınç sensörü, Çin mems basınç sensörü tedarikçileri, Elektrikli dönüştürücü, Basınca duyarlı sensörler, Rezonans basınç sensörü, Sensör kalitesi, Statik basınç probu