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ADI专注MEMS 30年,超低噪声、超低功耗系列MEMS加速度计产品面市

关键词:MEMS传感器 无线传感网络 智能手机 智能手环 超低功耗系列MEMS加速度计ADXL372

时间:2017-05-17 10:31:59       作者:曹小娜       来源:中电网

如果你问人们,在智能手机、智能手环、汽车、无人机以及VR等产品中都有哪些器件和芯片?人们能说上很多,但是很少有人会提到MEMS技术,其实MEMS早已融入我们的生活,无论是传统产品或者最新兴电子产品中都可以看到MEMS器件。并且在消费电子产品、汽车工业、航空航天等各领域,MEMS传感器凭借低功耗,高集成度,体积小等优势正在逐步取代传统机械传感器。

作为业界最早开始MEMS研发的ADI公司,从1987年开始投入MEMS传感器的研发,到2017年30年的时间内,ADI在MEMS领域不断探索寻求创新。

因智能手机和手环,可穿戴等新兴产品的出现,消费电子产品的市场需求持续增长,吸引了大部分研发MEMS的厂商的重点关注。随着竞争对手越来越多,技术越来越平民化,ADI已经不满足于这个市场,将研发重点转移到更新颖的功能上。

ADI MEMS市场关注点

具有高精&校准全温范围特性的陀螺和惯性单元,主要应用于精准农业、跟踪制导及无人机。ADI为客户提供集成多种传感器的模块,内部完成全国范围内的温补校正,节省客户的开发时间和成本,加快产品上市;

超低噪声主要针对需要高分辨率和高稳定性的市场,例如手机加工厂的机器都是精细化分工的,其中一个步骤出现问题,可能要几分钟甚至半天才发现,这就为工厂带来了损失。而超低噪声的器件可以通过机器的振动模型分析和它的细微温度变化的分析,可以预判此类错误,以及动态的感知发生故障的几率;

目前大热的可穿戴产品、智能家居等应用对功耗的需求越来越低,同时需要保证功能的强大。超低功耗一直是ADI发展的重点方向,目前ADI应用于可穿戴产品上的传感器可以达到两年的待机时间,在未来也将持续投入以实现更低的功耗;

在极端环境下保证设备的正常运行,极端环境包括高温高压和强震动,在这些环境中设备对传感器的精度要求会更高,因为传感器在强震动情况下会出现很大的偏差,而ADI研发的重点就是解决这些情况,保证传感器在极端环境下稳定的输出。

日前,ADI先后推出几款业界更低噪声的MEMS加速度计以及低功耗家族具有创新的快速唤醒模式的ADXL372。

超低噪声,高稳定性的三轴MEMS加速度计ADXL354/355,以20µg/ÖHz的噪声密度和150µA低功耗执行高分辨率振动测量,通过无线传感网络实现结构缺陷的早期检测。ADI同时提供模拟和数字输出两种型号,方便老客户兼容原有的设计。从图1中可以看出,ADXL354/355产品在-40℃~150℃下能够保持平稳的温漂,用户无需进行温补校正,并且与ADXL203相比,噪声下降了将近5倍。该系列产品主要应用于倾角测量,健康监测及稳定平台市场。


图1  ADXL354/355技术指标

传统的压电传感器的优点就是噪声很低,带宽很宽,但是它的价格也很高,所以它限制了大规模的在工业市场里面去做监测应用。ADI凭借现有的低噪声MEMS技术研发出ADXL1001/ADXL1002 MEMS加速度计,该系列产品在宽带宽和大量程的基础上实现了更低的噪声密度。这些加速度计有两个型号,满量程范围分别为±100g (ADXL1001)和±50g(ADXL1002)。ADXL1002的典型噪声密度为25μg/√Hz,灵敏度为40mV/g;ADXL1001的典型噪声密度为30μg/√Hz,灵敏度为20mV/g。这两款加速度计均采用3.0V至5.25V单电源供电,并提供完整自检和超范围指示等实用特性。ADXL1001和ADXL1002的额定工作温度范围为-40℃~+125℃。


图2  ADXL1001/ADXL1002 MEMS加速度计

超低功耗三轴MEMS加速度计家族的新成员ADXL372,专为长期监控高价值资产的实际状况而设计。例如我们在网上购买了一个冰箱,在运送过程中要保证冰箱不可以倾斜过一定的角度,如何保证这个?卖家可以在冰箱上贴一个传感器贴,通过物联网或者无线网络等监控在运输过程当中是不是有发生了倾斜,倒置或者磕碰。


图3  ADXL372的主要性能

 

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