三十而立 ADI的MEMS传感器要接管市场了

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如果说,三十岁是人成熟的标志,那么,一种科技产品经历了三十年发展,也可以算进入了成熟期。这种产品就是ADI公司开发的MEMS传感器,从1987年开始研发,到2017年,正好是三十周年。这期间,有过很多标志性的产品,如业界第一颗High-G气囊传感器,96年发布的Low-G运动监测传感器,还有2011年发布的高温MEMS加速度计。目前,各种监测应用中,都活跃着ADI的MEMS传感器。

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MEMS传感器的成熟,表现在三个主要方面。

第一是低噪声。MEMS传感器会大量应用在工业IoT市场,这里需要的是精准的监控,而工业环境非常嘈杂,就需要尽量能降低器件自身的噪声。MEMS传感器能很好地做到这点。ADI最新发布的ADXL354和ADXL355就是超低噪声,高稳定性,三轴低噪声加速度计,其噪声指标能达到20µg/ÖHz,比市面上的主流产品ADXL203有了大幅的降低,基本接近5倍降幅。原来用ADXL203实现的倾角测量,振动监测,平稳平台控制等应用,均可替换为ADXL354和ADXL355。

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以倾角测量为例,如果要测量高楼地基的沉降——它的变化的角度是非常的小,就需要器件的噪声足够的低才能够检测到。还有我们并不陌生的医疗领域,如果要监测脉搏等指标,也需要极低的噪声。

ADXL354和ADXL355还具有最大0.15mg/C 零点漂移,预计10年内的±3.5mg零点重复性。后一项指标对于开发者极为重要,因为很多情况下,传感器是要长期埋藏使用的,如果不能判断出随时间变化的失效情况,测量精度就会大打折扣。

ADI的其他系列传感器也具有低噪声的特性,如±40g三轴加速度计ADXL356 / 357,在如此大的量程下,还能具备80 µg/√Hz的噪声密度。还有ADXL1001/1002 振动传感器,基于超低噪声技术,可以代替传统的压电传感器。

第二个方面是超低功耗。现在经常被提及的智慧城市和智慧家居等概念,都需要传感器来采集数据,而这些应用多为电池供电,功耗就极为关键。刚才提及的ADXL354和ADXL355,其功耗为150μA;ADXL356 / 357,功耗为也为150μA;还有超低功耗、3轴、±200 g MEMS加速度计ADXL372,以3200 Hz输出数据速率(ODR)工作时功耗为22μA。值得一提的是,ADXL372未对其前端周期供电以实现其低功耗操作,因此不会冒传感器输出混叠的风险。

最后一个方面就是极高的性价比。传统的压电传感器也具备低噪声等特性,但是价高的离谱,最贵的竟然要卖到上千美金。现在,技术的进步使得MEMS传感器具有了和传统压电传感器不相上下的水平,价格却非常亲民,新的市场就此打开。

在工业应用中,用户非常关心机器的运转状况,这关系到安全和生产效率。最新的ADXL1001/1002 振动传感器,可以检测到很宽频带内的信号变化,通过观察数据,用户就能发现机械设备出现的问题。传统的压电传感器也能实现,但是本身价格高不说,还有铺设很长的电线,增加了很多应用成本。

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还有ADXL372,这种三轴加速度计可以安装在货车上,以检测贵重物品的安全。该传感器的量程达到了200G,当车辆发生撞击时,就能准确判断出冲击状况。这种传感器如大量使用,将会降低物流的运输成本。

整个工业物联网连接领域的发展给了MEMS传感器广阔的应用空间,而MEMS技术的成熟也促进了工业物联网的演化。在三十而立的时候,ADI的MEMS传感器将迎来最好的时光。
 

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