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- 探討未來三軸加速度傳感器的市場需求
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/6/27
加速度傳感器應(yīng)用在運(yùn)動的物體上,用來測量運(yùn)動物體的加速度儀器。由于測量的方向多變化目前有單軸和多軸區(qū)分,但是他們的工作原理都是一樣的,只是單軸和多軸方向測量值多少的區(qū)分,類似三軸加速度傳感器的工作原理是當(dāng)運(yùn)動物體出現(xiàn)變速運(yùn)動而產(chǎn)生加速度時,其內(nèi)部的電極位置發(fā)生變化,就會反映到電容值的變化,該電容差值會傳送給一顆接口芯片并由其輸出電壓值。因此三軸加速度傳感器必然包含一個單純的機(jī)械性MEMS傳感器和一枚ASIC接口芯片兩部分,前者內(nèi)部有成群移動的電子,主要測量XY及Z軸的區(qū)域,后者則將電容值的變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。
三軸加速度傳感器應(yīng)用在手持設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是尺寸的小巧。但考慮到用戶對尺寸可能提出的進(jìn)一步需求,加速度傳感器的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)更小的尺寸、更高的性能和更低的成本;其檢測與混合訊號單元也會朝向晶圓級封裝發(fā)展。就加速度傳感器的發(fā)展而言,單芯片結(jié)構(gòu)自然是必然的趨勢之一。目前將MEMS傳感器與CMOS接口芯片整合的過程是最耗費(fèi)成本的加工環(huán)節(jié),如果能實(shí)現(xiàn)單芯片的設(shè)計(jì),其優(yōu)點(diǎn)不言而喻,封裝與測試的成本必然會大幅度降低。
對于三軸加速度傳感器針對不同的應(yīng)用場景,也在特性上體現(xiàn)為不同的規(guī)格。一般用戶需根據(jù)自身的具體需要選取最適合的產(chǎn)品。幾個簡單的事例,如汽車車身沖擊傳感器或洗衣機(jī)等家電的振動傳感器等來說,是需要選用高頻的加速度傳感器也就是50到100赫茲左右;對于硬盤的跌落和振動保護(hù),需要中頻以上的加速度傳感器;而手持設(shè)備的姿態(tài)識別和動作檢測只需低頻產(chǎn)品即可。如果是線形加速度傳感器的選取還需要考慮滿量程、靈敏度及解析度等元件的特性。滿量程表示傳感器可測量的最大值和最小值間的范圍;靈敏度與ADC等級有關(guān),是產(chǎn)生測量輸出值的最小輸入值;解析度則表示了輸入?yún)?shù)最小增量。加速度傳感器按輸出的不同還可分為模擬式和數(shù)字式兩種。其中模擬式加速度傳感器輸出值為電壓,還需要在系統(tǒng)中添加模數(shù)轉(zhuǎn)換;數(shù)字式加速度傳感器的接口芯片中已經(jīng)集成了ADC電路,可直接以SPI或I2C等實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸。數(shù)字式產(chǎn)品在成本上也有一定優(yōu)勢,因?yàn)楦哔|(zhì)量ADC通常比較昂貴,價格甚至可超過傳感器部分的單獨(dú)售價。
加速度傳感器為市場帶來前所未有的革命性的操控方式。三軸加速度傳感器為消費(fèi)電子類產(chǎn)品,尤其是手持設(shè)備的各方面設(shè)計(jì)都帶來更多的創(chuàng)新性,在短期內(nèi)必然會獲得市場的成功。而在未來的電子產(chǎn)品中,多傳感器將是一個重要的發(fā)展趨勢,其會讓電子產(chǎn)品在使用上更加人性化;此外,為了縮小產(chǎn)品尺寸和提高產(chǎn)品的應(yīng)用價值,混合式感測器加速度傳感器與陀螺儀的集成,也必然是一個發(fā)展方向,多功能混合式傳感器必將以其較高的附加價值和用戶操控體驗(yàn)占領(lǐng)高端市場;同時隨著技術(shù)的進(jìn)步,單一功能結(jié)構(gòu)的傳感器也將向低端市場推廣和普及,加速度傳感器的應(yīng)用技術(shù)將會隨著發(fā)展的需要得到更進(jìn)一步的提高。
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