關(guān)于集成傳感器的工作原理以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)解析
隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如集成傳感器。
集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的傳感器,因此亦稱硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成傳感器是在20世紀(jì)80年代問(wèn)世的,它是將傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。模擬集成傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量某一物理量)、測(cè)量誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等,適合遠(yuǎn)距離測(cè)量、控制,不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn),外圍電路簡(jiǎn)單。
是從制造工藝上對(duì)各種類型的傳感器進(jìn)行分類,是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器,它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。
集成傳感器的主要特點(diǎn)
集成傳感器是利用特殊的設(shè)計(jì)和集成工藝,將敏感元件、晶體管、二極管、電阻、電容等傳感器的基本元件制作在一個(gè)芯片上,完成信號(hào)檢測(cè)和信號(hào)處理的集成電路。因此,集成傳感器也稱為傳感器集成電路。
與傳統(tǒng)的分立元件組成的傳感器相比,集成傳感器具有功能強(qiáng)、精度高、響應(yīng)速度快、體積小、功耗低、價(jià)格低、適合遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。集成傳感器外圍電路簡(jiǎn)單,性價(jià)比高,為測(cè)控系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。
集成傳感器未來(lái)趨勢(shì)
隨著傳感領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步,用于監(jiān)測(cè)或控制系統(tǒng)的傳感器元件現(xiàn)在需要準(zhǔn)確性、可靠性和對(duì)實(shí)際應(yīng)用輸入的支持。這是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。因此,很多設(shè)計(jì)人員會(huì)毫不猶豫地選擇購(gòu)買現(xiàn)成的產(chǎn)品或定制預(yù)集成傳感器模塊,可見(jiàn)集成傳感器將是未來(lái)的必然趨勢(shì)。
許多傳感器供應(yīng)商將大部分傳感元件的設(shè)計(jì)、測(cè)試和制造任務(wù)委托給第三方供應(yīng)商,這樣可以最大限度地利用工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有限的資源,縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。盡管如此,仍有許多關(guān)鍵決策需要設(shè)計(jì)人員掌握,而這些關(guān)鍵決策將對(duì)產(chǎn)品性能、可靠性和成本產(chǎn)生重大影響。為了幫助為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)最佳系統(tǒng),首先讓我們分析預(yù)集成傳感元件,特別是不同傳感元件可以提供的優(yōu)勢(shì),然后熟悉一些必須考慮的主要問(wèn)題。即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的傳感器工程師也不得不承認(rèn),對(duì)于醫(yī)療設(shè)備、過(guò)程控制或其他工廠自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用條件,設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確可靠數(shù)據(jù)的傳感器元件是最耗時(shí)、最耗時(shí)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。昂貴的工作之一。這在很大程度上是因?yàn)閭鞲衅髟O(shè)計(jì)是一個(gè)跨學(xué)科合作的過(guò)程,需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)考慮很多電氣、機(jī)械和制造工藝問(wèn)題。
一旦您確定了最適合您的應(yīng)用的傳感器元件,您必須決定如何將其與系統(tǒng)的其余部分集成。此過(guò)程涉及將傳感器與適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)電路、端子和接口連接器組合配對(duì)。接下來(lái),您需要根據(jù)應(yīng)用空間和環(huán)境要求來(lái)決定是否有可以容納您組裝的現(xiàn)成封裝,或者定制封裝。定制包可以集成一個(gè)或多個(gè)傳感器和其他組件以創(chuàng)建更高級(jí)別的組件,例如血液分析儀和呼吸機(jī)中使用的帶有集成管道的壓力傳感器。當(dāng)然,隨著傳感器設(shè)計(jì)的進(jìn)步,其測(cè)試計(jì)劃也必須與時(shí)俱進(jìn)。您的設(shè)計(jì)必須確保在最終裝配到主系統(tǒng)后,產(chǎn)品能夠準(zhǔn)確可靠地運(yùn)行。集成傳感器的趨勢(shì)表明,傳感器技術(shù)也將不斷改進(jìn)。
在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中,一定會(huì)有這樣或著那樣的問(wèn)題,這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。