准确无误的传感器技术的未来走向

   2023-12-19 工业品商城44
核心提示:当前,智能手机及诸多移动终端配备精确定位地理信息的传感器,包括数字指南针、陀螺仪以及加速度计等在内。这些传感技术不仅助力各类位置服务程序运行,并且拓展出微晃和轻弹等新型操控模式。但随着一款新型传感器生产方法的崭新问世,这种技术得以进一步降低成本,实现小型化。以BaolabMicrosystems公司为例,他们采用创新

    当前,智能手机及诸多移动终端配备精确定位地理信息的传感器,包括数字指南针、陀螺仪以及加速度计等在内。这些传感技术不仅助力各类位置服务程序运行,并且拓展出微晃和轻弹等新型操控模式。但随着一款新型传感器生产方法的崭新问世,这种技术得以进一步降低成本,实现小型化。

     以BaolabMicrosystems公司为例,他们采用创新的制造流程研发出新颖的数字指南针。预计在未来一年里,同属这款工艺的该指南针将搭载至GPS设备之中。此外,这家公司还成功地打造了加速度计及陀螺仪的原型产品,并计划在一块芯片上集成这三类传感功能。

     数字指南针的传统制造路径通常采用互补金属氧化物半导体(CMOS)制程。然而,这一方法制造的指南针需在制作芯片时添加入磁铁集中器等部件,由此增添了芯片的复杂性及成本。不过,Baolab公司的创新之举在于,他们的指南针完全在标准的CMOS制造环境下顺利完成。

    正是出于对洛伦茨力现象的独特理解,Baolab公司的新技术得以实现。与之形成对比的是,市面上大部分商用数字指南针依赖霍尔效应使电流穿透导体,测量由地球磁场引发的电压变化来执行旋转。相反,洛伦茨力是指电流流经导体时产生的磁场力。利用该力,移动设备能使物体受到磁场影响,并根据测得的物体移动角度推断出地球磁场的方向。

    Baolab公司在标准硅晶圆片上蚀刻出微机电系统(MEMS)的纳米级结构,其中包含一个外壳悬挂在弹性元件上的铝片。当移动设备驱动电流穿过铝片时,由于磁场存在,洛伦茨力便会施加于铝片之上,进而改变其共振状态。置于铝片两侧的金属片会感应到铝片所受的影响,借助两个金属片之间产生的微型电容变化,移动设备可以在一定方向上获取磁场数据。在芯片上配置三个此类传感器,便能精确锁定地球磁场的方向和定位。

     来自英国南安普顿大学纳米组的纳米电子学教授HiroshiMizuta表示:“与常规传感器相比,此项将微机电系统与互补金属氧化物半导体融合的技术将使得传感器的灵敏度获得提升,且芯片体积将大大缩小,生产成本亦得以降低。”这家公司的每一款纳米微机电系统传感器身长均未超过90微米,而在3毫米长的单一芯片中集成三大类传感器已经变成现实。


 
 
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