Qual é a diferença entre MEMS e sensores de pressão tradicionais?

Ei! Como fornecedor de sensores de pressão, muitas vezes me perguntam sobre a diferença entre MEMS (sistemas micro-eletromecânicos) e sensores de pressão tradicionais. Então, pensei em ter um momento para dividi -lo para você.

O que são sensores de pressão tradicionais?

Os sensores de pressão tradicionais existem há muito tempo. Eles trabalham em princípios relativamente simples. Por exemplo, alguns usam um elemento mecânico como um diafragma. Quando a pressão é aplicada, o diafragma se dobra ou deforma. Essa deformação é então convertida em um sinal elétrico por vários meios, como medidores de tensão presos ao diafragma.

Esses sensores foram usados ​​em uma ampla gama de aplicações. Você pode encontrá -los em ambientes industriais, como monitorar a pressão em oleodutos nas refinarias de petróleo. Eles também são usados ​​nos sistemas HVAC para medir a pressão do ar. Em aplicações automotivas, eles foram usados ​​para coisas como medir a pressão no sistema de combustível.

Uma das grandes vantagens dos sensores de pressão tradicionais é sua confiabilidade. Eles foram testados e refinados por muitos anos, então sabemos que eles funcionam. Eles podem lidar muito bem com pressões e ambientes severos. Por exemplo, em máquinas industriais pesadas - onde a pressão pode ser extremamente alta e as condições são sensores tradicionais sujos e barulhentos, geralmente brilham.

No entanto, eles têm algumas desvantagens. Eles geralmente são maiores em tamanho. Isso pode ser um problema quando você está trabalhando em projetos em que o espaço é limitado, como em alguns dispositivos eletrônicos modernos e compactos. Eles também tendem a consumir mais poder. Isso é uma preocupação, especialmente em aplicativos alimentados por bateria, pois pode reduzir a duração da bateria.

O que são sensores de pressão MEMS?

Os sensores de pressão MEMS são uma inovação mais recente. Eles usam técnicas de microfabricação, semelhantes às usadas na fabricação de circuitos integrados. Esses sensores são incrivelmente pequenos, geralmente na escala dos micrômetros. Eles são essencialmente pequenos dispositivos mecânicos integrados à eletrônica em um único chip.

O princípio de trabalho dos sensores de pressão MEMS pode variar, mas um comum é baseado na capacitância. Quando a pressão é aplicada, causa uma alteração na distância entre duas placas condutoras dentro da estrutura MEMS. Essa mudança na distância leva a uma mudança na capacitância, que pode ser medida e convertida em uma leitura de pressão.

Os sensores MEMS têm alguns recursos incríveis. Seu tamanho pequeno é uma grande vantagem. Eles são perfeitos para aplicações onde o espaço é de prêmio. Por exemplo, em smartphones, os sensores de pressão MEMS podem ser usados ​​para medir a altitude, o que é útil para aplicativos de navegação. Eles também consomem muito pouco poder. Isso os torna ideais para dispositivos portáteis e de bateria. Você pode encontrá -los em rastreadores de fitness, onde eles podem medir a pressão do ar para estimar o número de pisos escalados.

Eles também são relativamente baratos para a massa - produtos. Como o processo de fabricação é semelhante ao dos chips semicondutores, podemos fazer um grande número deles a um baixo custo. Isso os tornou acessíveis para uma ampla gama de aplicativos de consumidores.

Mas os sensores MEMS não têm problemas. Eles são mais sensíveis a fatores ambientais como temperatura e umidade. Esses fatores podem afetar sua precisão, e são necessários circuitos de compensação adicionais para corrigir esses efeitos. Eles também podem não ser tão bons em lidar com pressões extremamente altas quanto os sensores tradicionais.

Principais diferenças entre MEMS e sensores de pressão tradicionais

Tamanho

Como mencionado anteriormente, o tamanho é uma grande diferença. Os sensores tradicionais são grandes, enquanto os sensores MEMS são incrivelmente pequenos. Se você está procurando um sensor para se encaixar em um espaço apertado, como em umSensor de pressão para Hitachi ZX470, onde o equipamento é projetado para ser compacto, o MEMS é o caminho a percorrer.

Consumo de energia

Os sensores tradicionais consomem mais energia, o que pode ser um negócio - disjuntor em dispositivos alimentados por bateria. Os sensores MEMS, por outro lado, são poder - eficientes. Por exemplo, em umSensor de pressão de automóvelPara um carro elétrico moderno, onde a conservação de energia é crucial, os sensores MEMS são uma escolha melhor.

Custo

Os sensores tradicionais podem ser mais caros, especialmente para modelos personalizados - feitos ou altos - de precisão. Os sensores MEMS, devido às suas capacidades de produção em massa, são geralmente mais baratos. Essa diferença de custo pode ser um fator decisivo quando você está trabalhando em um projeto com um orçamento apertado.

Precisão e alcance

Os sensores tradicionais são mais precisos quando se trata de aplicações de pressão alta. Eles podem lidar com pressões nos milhares de PSI sem muito problema. Os sensores MEMS são geralmente melhores para aplicações de pressão mais baixas, normalmente até algumas centenas de psi. Se você precisar medir a pressão do óleo em umSensor de pressão de óleo para caminhão Volvo, onde a faixa de pressão é relativamente alta, um sensor tradicional pode ser mais apropriado.

Resistência ambiental

Os sensores tradicionais são mais robustos em ambientes agressivos. Eles podem suportar altas temperaturas, vibrações e sujeira melhor do que os sensores MEMS. Os sensores MEMS, no entanto, são mais sensíveis a esses fatores ambientais e podem exigir proteção ou compensação adicional.

Escolhendo o sensor certo para o seu aplicativo

Quando se trata de escolher entre MEMS e sensores de pressão tradicionais, isso realmente depende do seu aplicativo específico. Se você estiver trabalhando em um projeto de eletrônica de consumo, como um smartwatch ou um earbud sem fio, os sensores MEMS provavelmente são a melhor escolha. Seu tamanho pequeno, baixo consumo de energia e baixo custo os tornam um ótimo ajuste.

Por outro lado, se você estiver envolvido em um projeto industrial, como monitorar a pressão em uma planta química ou em uma instalação de fabricação em grande escala, os sensores tradicionais são provavelmente mais adequados. Eles podem lidar com as altas pressões e condições adversas que são comuns nessas configurações.

Como fornecedor de sensores de pressão, posso ajudá -lo a fazer a escolha certa. Se você precisa de um sensor para um projeto simples de automação ou uma aplicação industrial complexa, temos uma ampla gama de opções. Podemos fornecer a você o suporte técnico e os conselhos necessários para selecionar o melhor sensor para suas necessidades.

Aplicações de MEMS e sensores de pressão tradicionais

Indústria automotiva

Na indústria automotiva, ambos os tipos de sensores são usados. Os sensores tradicionais são usados ​​em aplicações como medir a pressão no sistema de óleo do motor e nos freios hidráulicos. Eles podem lidar com as altas pressões e as vibrações e variações de temperatura no compartimento do motor.

Os sensores MEMS, por outro lado, são usados ​​nos sistemas de monitoramento de pressão dos pneus (TPMs). Seu tamanho pequeno e baixo consumo de energia são ideais para este aplicativo, pois podem ser facilmente integrados à válvula do pneu. Eles também são usados ​​em sistemas de airbag para medir a mudança de pressão durante uma colisão.

Indústria médica

Na área médica, os sensores MEMS estão se tornando cada vez mais populares. Eles são usados ​​em dispositivos como monitores de pressão arterial. Seu tamanho pequeno permite um monitoramento mais confortável e não invasivo. Os sensores tradicionais ainda são usados ​​em alguns equipamentos médicos maiores, como em sistemas de entrega de oxigênio de alta pressão.

Indústria aeroespacial

As aplicações aeroespaciais requerem sensores confiáveis ​​e precisos. Os sensores tradicionais são usados ​​em sistemas hidráulicos de aeronaves, onde estão envolvidas altas pressões. Os sensores MEMS são usados ​​na medição de altitude e no cálculo da velocidade do ar em aeronaves menores e leves e veículos aéreos não tripulados (UAVs).

Conclusão

Então, aí está - a diferença entre MEMS e sensores de pressão tradicionais. Cada tipo tem seus próprios pontos fortes e fracos, e a escolha entre eles depende de seus requisitos específicos. Se você precisa de um sensor para uma aplicação industrial de alta pressão ou um dispositivo de consumo compacto e de baixa potência, estamos aqui para ajudar.

Se você estiver interessado em comprar sensores de pressão para o seu projeto, não hesite em entrar em contato. Podemos fornecer informações detalhadas ao produto, preços e suporte técnico. Vamos trabalhar juntos para encontrar a solução perfeita do sensor de pressão para você.

Referências

• Kovacs, GTA (1998). Micromachined Transduters SourceBook. McGraw - Hill.
• Doebelin, EO (2003). Sistemas de medição: aplicação e design. McGraw - Hill.
• Madou, MJ (2002). Fundamentos da microfabricação: a ciência da miniaturização. CRC Press.