针对工业应用的创新MEMS传感器

　　找出2007年专为工业应用设计的创新产品并不是难事。尽管如此，Analog Devices的ADIS16209双模测斜仪和Omron Electronic Components的D6F-P流速传感器这两个基于MEMS的器件仍然略胜一筹。

　　了解倾度

　　测斜仪也叫倾斜传感器，是一个可进行高精确度测量的高度集成、可编程的双轴器件。它非常适合用于需要测量倾度变化的工业应用，包括测量设备、工厂机械工具、卫星天线稳定性系统以及汽车车轮调准。

　　其输出为完全补偿的直角测量，并且线性倾度误差不到0.1°，比同类竞争倾斜传感器至少精确两倍(图1)。这是由于其嵌入式控制器的原因，该控制器采用工厂安装的校准系数，动态地感应系统环境并补偿直接数字角输出，从而将电压、温度、角度和其它变量的变化计算在内。

　　“大多数工业客户都没有校准惯性传感器所需的装置。他们需要一个经过完全校准和测试的器件，”Analog Devices公司iSensor业务开发经理Bob Scannell表示，“他们知道他们将从这个器件获得一定级别的精确度。通过保证测斜仪的极高精确度，我们从本质上降低了这个客户群体的使用障碍。”

　　尽管尺寸总是无关紧要，但是ADIS16209的尺寸极小，为9.2×9.2×3.9mm，比功能相同的测斜仪小100倍左右。该器件基于公司的iMEMS内核，在水平安装时可以测量±30°范围的双轴倾斜。由于其独特的双模操作，它支持整个360°范围的垂直安装单轴实现。

　　可调谐数字传感器数据通过工业标准串行外设接口(SPI)端口输出，该端口能以0.025°的精度测得倾度，以0.244mg的精度测得加速度。其千片批量单价为34.40美元。

　　保持清洁

　　Omron的D6F-P MEMS流速传感器的亮点在于它集成了一个独特的doublecyclone粉尘分离系统(DSS)。这使得该传感器甚至能够在HVAC和变风量(VAV)系统等满是灰尘的环境下通过使微粒远离MEMS传感芯片来提供精确的结果。

　　流速传感器甚至可以在极低的流速下以高精确度和可重复性提供温度补偿的增强输出信号。例如，这种精确度在复杂的地区温度控制系统中非常重要，在这些系统中，新鲜空气的正常入口需要避免“不良建筑物”。该器件具有紧凑的17×22mm占位面积，并且PCB终端允许风门控制模块直接与电路板相连。

　　通过设计，D6F-P的各批之间非常一致，不需要重新校准。此外，同一侧具有两个口便于连接，不会使管子纽结。规格包括标准状态下每分钟流过+1.0公升气体(SLM)、压力范围为0.84in/H2O，最大压力为50kPa (200in/H2O)，模拟输出信号为0.5～2.5V dc(0～0.5负流量指示)。

　　虽然这些器件可以提供诸多优于差压传感器的优势，但是由于成本原因MEMS流速传感器未被广泛采用。而D6F-P则具备成本效益，百片批量单价为47美元左右。其应用包括风门控制、通风口罩、滤清器阻塞检测、医疗设备、呼吸器和通风设备、肺活量计、持续气道正压通气(CPAP)设备、分析设备、环境分析仪和气相色谱仪。