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[资料共享] 工业自动化中MEMS传感器的关键作用

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发表于 2020-10-29 11:37:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置,用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。随着智能制造的发展,人机交互、自动化、智能化应用水平不断提高,对装备制造的工艺和产品质量的要求也越来越高,加之工业自动化控制产品的应用领域不断拓展,从而拉动了对工业产品的需求。
工业自动化是一个突出的业务,它正朝着一个新的方向迈进。对品种、定制产品和产品差异化的需求不断增加,使得制造商很难批量生产零部件。但是小批量和批量生产会给组织带来巨大的成本,企业可在工业自动化领域探索新技术和新机遇,这机遇便是微电子机械系统(MEMS)。继机电一体化之后,便是微型机电一体化的时代。
MEMS体现了一种先进的半导体技术,它包括单个芯片上的移动元件和电子元件,它致力于将集成电路(IC)制造技术(如互补金属氧化物半导体(CMOS)、BiCMOS(双极结晶体管和CMOS技术的集成)与创新的硅微加工444结合在一起。 
MEMS技术提供的可靠性、可扩展性、灵敏度和成本效益高的解决方案为工业自动化领域提供了大量的MEMS应用机会。
工业微型机电一体化时代则是MEMS技术对工业机器人尤其有利,因为该技术可以应用于触觉传感器、导航或接近传感器。由于商业可行性较低的趋势以及某些非MEMS近距离传感技术在工业领域的根深蒂固,在将MEMS技术应用于制造接近或位置传感器方面的研究受到限制。然而,MEMS技术允许开发或生产成本较低的触觉传感器,使机器人能够获得感官信息,以便以更通用、自主的方式做出决策和执行动作。微型化的趋势为多传感器在机器人、制造过程、过程控制以及生物技术和生命科学等领域的应用带来了机遇。
MEMS的关键技术驱动因素   
成本:最初采用MEMS技术的主要驱动因素是成本。MEMS技术具有降低成本的巨大潜力,因为它可以很容易批量制造。例如,模拟设备公司的制造方法已经标准化,每年能运送数百万个加速计。与传统的传感器制造相比,该工艺流程简化,且所需的劳动力更少。   
多用户MEMS工艺(MUMPS)是一种标准化的表面微机械加工技术,它是利用MEMSCAP中的多晶硅来制造MEMS器件的最廉价的制造技术之一。硅是制造MEMS器件的主要材料,它可以使MEMS制造非常经济高效,因此利润非常可观。   
灵敏度提高:MEMS传感器比传统传感器更敏感。这是MEMS传感器优于传统传感器的主要原因,尤其是在高精度和高精度的应用中。
小尺寸优势:紧凑是电子或机械设备市场的主流趋势。MEMS技术提供了在小面积内填充更多MEMS组件的能力,这可以降低特定产品的整体尺寸。具有多种功能的MEMS组件可以增强产品的能力,例如工业机器人。
MEMS传感器渗入广泛应用,推动工业自动化发展
工业自动化是一个成熟的市场,有着成熟的流程。它也比大宗商品型传感器的更高的体积市场对价格敏感;而且大多数工艺都是一次性投资。目前,基于MEMS的传感器技术在这一领域的渗透往往局限于过程监控应用、工业安全、机械监控,在装配线制造应用中也有一定程度的应用。然而,随着工业领域向智能化、分布式以及无线监控方向发展,MEMS技术在这一领域可能发挥着越来越重要的作用。   MEMS支持的小型化和微机电一体化的趋势正在推动工业应用的组件、设备、系统和子系统的发展。然而,集中研究和发展努力,解决各种技术和科学问题,将有助于在其他领域的转弯,并推动未来几年工业自动化的发展。

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