什么是微型傳感器，微型傳感器的組成及應(yīng)用
什么是微型傳感器？
微型傳感器是二維和三維微加工結(jié)構(gòu)，與許多替代形式的傳感器相比，具有更小的尺寸，更高的性能，更好的可靠性和更低的生產(chǎn)成本。微型傳感器是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）器件的一部分，其中還包括微致動(dòng)器。
MEMS器件的定義是具有與微電子集成的某種機(jī)械功能的元件，一般尺寸范圍為 10 μm（0.01 mm 或 10?5 m） 最大 5 毫米。微型傳感器將測(cè)量機(jī)械信號(hào)形式的能量轉(zhuǎn)換為電學(xué)形式的能量。各個(gè)設(shè)備從機(jī)械部件不移動(dòng)的簡單設(shè)備到涉及多個(gè)移動(dòng)元件的更復(fù)雜的設(shè)備。
微型傳感器的組成及應(yīng)用：
目前，微型傳感器用于測(cè)量溫度、壓力、扭矩、加速度、旋轉(zhuǎn)速度、濕度、聲音、磁場(chǎng)、輻射以及光學(xué)。在工業(yè)、汽車、生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
微型傳感器通常由硅半導(dǎo)體材料制成，但有時(shí)由沉積在硅基上的其他材料制成，例如金屬，塑料，聚合物，玻璃和陶瓷。硅是傳感器結(jié)構(gòu)的理想材料，因?yàn)樗哂谐錾臋C(jī)械性能。它的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量與鋼相當(dāng)，而其密度小于鋁。
由硅單晶制成的傳感器在斷裂點(diǎn)時(shí)保持彈性，機(jī)械遲滯非常小。此外，硅具有非常低的熱膨脹系數(shù)，可以暴露在極端溫度和大多數(shù)氣體，溶劑和酸中而不會(huì)變質(zhì)。這意味著硅基傳感器的疲勞非常小，因此具有非常長的使用壽命（通常引用數(shù)十億次操作的使用壽命）。
雖然微傳感器的小尺寸在許多應(yīng)用中特別有用，但它也會(huì)導(dǎo)致一些需要特別注意的問題。例如，微型傳感器通常具有非常低的電容。這使得輸出信號(hào)非常容易受到噪聲污染。因此，通常需要在設(shè)備中集成執(zhí)行信號(hào)處理的微電子電路，從而成為智能微傳感器。
另一個(gè)問題是，微型傳感器通常產(chǎn)生非常低幅度的輸出信號(hào)。這需要使用特殊類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器來應(yīng)對(duì)這種低幅度輸入信號(hào)。一種合適的技術(shù)是Σ-Δ轉(zhuǎn)換。這基于電荷平衡技術(shù)，可在不到20 ms的時(shí)間內(nèi)提供優(yōu)于16位的精度。
