logo
+7 (495) 997-37-74
Москва, ул.Международная, 15




01.08.2016

Микроэлектромеханические системы (МЭМС)

Микроэлектромеханические системы (МЭМС)

Что такое МЭМС? Вы наверняка видели датчики типа BMP180 или слышали о них. Цифровой барометр, датчик атмосферного давления, акселерометр... Так вот, все они построены по технологии МЭМС.

Трудно представить себе современные устройства, в которых бы не использовались микро и нанотехнологии. Востребованными и популярными элементами являются микроэлектромеханические системы (МЭМС), представляющие собой интегрированные устройства на полупроводниковой кремниевой или полимерной подложке. Они функционально объединяют микроэлектронные и микромеханические компоненты, создавая дополнительные возможности и свойства электронных приборов.

Хотя само название МЭМС простому обывателю, скорее всего, незнакомо, но гаджеты, работающие на основе этой технологии, используются повсеместно. Условно их можно разделить на сенсоры — измерительные устройства, которые преобразовывают физическое воздействие в электрические сигналы, и актуаторы, функцией которых становится обратная задача — преобразование сигнала в физическое действие. Популярными примерами устройств на микроэлектромеханических системах можно назвать акселерометры, гироскопы, оптические модуляторы и другие датчики разных типов. Их применение существенно расширяет возможности инновационной техники в самых разных отраслях.

Главные преимущества МЭМС

Использование МЭМС позволяет получать более выгодный результат как в техническом, так и в экономическом плане. Соединение обрабатывающих схем и сенсоров в едином устройстве очень небольших размеров создает комплексный, готовый к применению продукт с высокими эксплуатационными показателями. Технологии, объединяющие в одном устройстве электронную часть и микромеханические составляющие, существенно улучшают точность измерений, рабочие частоты, функцию подавления шумов, общие характеристики надежности и долговечности устройств. Это выгодно отличает МЭМС, например, от микроэлектронных устройств. Кроме того, такие интегрированные системы уменьшают цену отдельно взятых механических и электронных элементов за счет совмещения всех частей на единой подложке, что положительно сказывается на габаритах устройств.

Среди достоинств микроэлектромеханических систем и датчиков на их основе стоит также выделить:

  • небольшие размеры
  • оптимальное сочетание полезных функций
  • надежность и долговечность эксплуатации
  • экономичное энергопотребление
  • минимальный разброс технических характеристик в партии
  • возможность соединения с разными типами узлов

Изложенные выше выгоды обусловливают применение датчиков МЭМС в самых разных сферах: мобильных гаджетах и бытовых приборах, медицине и разных отраслях промышленности, автомобилестроении и военной технике. Мы же рассмотрим более детально датчики атмосферного давления, их особенности и характеристики.

Датчики атмосферного давления Bosch: сравнительный анализ

На современном рынке микроэлектромеханических систем компания Bosch является признанным лидером. Подразделение Sensortec обеспечивает такими устройствами крупнейших производителей автомобильной техники и бытовой электроники. Популярными моделями датчиков атмосферного давления стали BMP180, BMP280 и BME280.

BMP180 — это цифровой датчик давления с высокой производительностью, что обусловливает его применение в современных смартфонах, планшетах и спортивных гаджетах. По сравнению с более ранней моделью BMP085 он получил многие улучшения. Супернизкое энергопотребление в 5 мкА и стабильное функционирование делают BMP180 хорошим выбором для экономичных мобильных устройств.

BMP280 является датчиком барометрического давления, специально разработанным для мобильных приложений. Модуль датчика размещен в эргономичном корпусе. Небольшие габариты и низкое энергопотребление позволяют применять его в устройствах с аккумуляторным питанием — мобильных телефонах, GPS-навигаторах и часах. Датчик отличается высокой производительностью и надежностью.

BME280 представляет собой интегрированный датчик, разработанный специально для мобильных устройств в которых размер и низкое энергопотребление являются ключевыми условиями. Он также применяется в бытовой технике и современном спортивном оборудовании. Устройство сочетает в 8-выводном металлическом модуле датчики высокой точности для давления, влажности и температуры. Датчик потребляет энергии 3,6 мкА и оптимально приспособлен для долгосрочной стабильной и надежной эксплуатации с мгновенным выводом результатов измерений.

Другие параметры датчиков представлены в таблице:

Таким образом, выбор конкретной модели устройства полностью зависит от его предназначения и нужной функциональности. Любой из предложенных датчиков сможет отлично выполнять возложенные на него задачи. Но если небольшой размер играет важную роль при выборе, первый вариант вряд ли станет оптимальным. Что касается двух остальных, то тут напрашивается такой вывод: если показатели температуры и влажности важны для конкретного устройства, стоит остановиться на более современной модели BME280; если же интересует исключительно функция измерения атмосферного давления, тогда незачем тратить лишние средства — лучше выбрать датчик BMP280. Результат будет полностью соответствовать всем техническим требованиям эксплуатации.