技术解析:电容式与热式MEMS传感器的差异化

发布时间:2016-06-14 阅读量:944 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】设计工程师在开发重型装备的过程中通常需要在不同种类的加速度传感器中做出选择。例如,在起重机,拖拉机,木材切割机以及建筑工程等重型机械中,设计者需要通过使用加速度传感器来测量设备工作时的俯仰和翻滚角。

在多数应用中,他们通常会根据传感器的主要特性,比如结构,共振频率、可靠性、稳定性、带宽、功耗以及成本来作出选择。

对于电容式和热式MEMS传感器来说,两种技术最大的区别在于其不同的传感技术。
电容式与热式MEMS传感器的部分差异
电容式与热式MEMS传感器的部分差异

典型的双轴热式MEMS加速度传感器基于单芯片集成技术。传感器和控制电路的芯片被集成在一个气密性封装中。传感器包含一个通过硅刻蚀生成的空腔以及一组置于空腔中加热器和温度测量单元。

与电容式器件不同,热式传感器通过监测封装腔体内的被加热器团的移动来测量加速度。在没有加速度的情况下,热气团会在加热器的上方成对称分布。在加速度的作用下,热气团会沿着加速度的方向移动。由于器件不包含可被弯曲或者可位移的结构,因此可以提供非常高的器件可靠性。

电容式MEMS加速度传感器的部分劣势

电容式MEMS加速度传感器使用可位移的悬臂的结构。对于用于倾角测量的低加速度器件,其悬臂结构的固有带宽通常大于5kHz,谐振频率在2kHz左右。当震动的能量过大或者震动的频率接近其悬臂结构谐振频率,电容式加速度传感器的输出信号可能会出现失真或者共振。

在大多数情况下,失真或者共振信号会导致巨大的零点漂移(特别是Z轴),使得传感器无法在高强度震动环境中正确的还原真实的信号。在高强度震动环境中的零点漂移是电容式加速度传感器的一个固有的缺点,通常需要额外的技术将震动的影响隔离或者减轻。
相关资讯
RSA240电流检测芯片:突破-5V~100V宽压采集的国产解决方案

在工业自动化、新能源储能及多节电池管理系统中,高精度电流检测是保障系统安全与能效的核心环节。传统检测方案常受限于共模电压范围窄、抗浪涌能力弱、温漂误差大等痛点。国产RSA240系列电流检测芯片的推出,以**-5V~100V超宽共模输入范围和0.1%级增益精度**,为高压场景提供了突破性解决方案。

TMR134x磁开关芯片:高精度液位测量的工业级解决方案

在工业4.0浪潮推动下,液位测量作为过程控制的核心环节,其精度与可靠性直接影响化工、能源、汽车等关键领域的生产安全。传统霍尔传感器受限于功耗高、温漂大、响应慢等瓶颈,难以满足智能设备对实时性与稳定性的严苛要求。多维科技推出的TMR134x磁开关传感器芯片,通过隧道磁阻(TMR)技术突破传统局限,为高精度液位监测提供新一代解决方案。

英飞凌300mm GaN技术实现突破,2025年Q4交付客户样品

英飞凌科技股份公司近日宣布,其基于300mm(12英寸)晶圆的氮化镓(GaN)功率半导体量产技术已取得实质性突破,相关生产流程全面步入正轨。根据规划,首批工程样品将于2025年第四季度交付核心客户,标志着英飞凌成为全球首家在现有大规模制造体系内实现300mm GaN工艺集成的IDM(垂直整合制造)厂商。

AI浪潮推高日本芯片设备销量,2026年有望突破5万亿日元大关

日本半导体制造装置协会(SEAJ)7月3日发布修订报告,预计2025年度(2025年4月-2026年3月)日本半导体设备销售额将达48,634亿日元,同比增长2.0%,连续第二年刷新历史纪录。2024年度销售额同比暴涨29.0%至47,681亿日元,首次突破4万亿日元大关。更关键的是,2026年度销售额预计跃升至53,498亿日元(约合5.3万亿日元),年增10.0%,成为史上首个跨越5万亿日元大关的年度;2027年将进一步增长至55,103亿日元,实现连续第四年创新高。

2025年Q2中国智能手机市场:华为以12%增速重登榜首,补贴政策缩减或成下半年变数

市场研究机构Counterpoint Research最新报告显示,2025年第二季度中国智能手机市场同比小幅增长1.5%。这一温和回升主要由华为与苹果两大品牌驱动,其中华为以12%的同比增速领跑市场,时隔四年重回季度出货量第一宝座,而vivo则以9%的跌幅成为前五厂商中唯一下滑品牌。