MEMS雖然能具有極大的應用空間,能夠大幅提升用戶的使用經驗,但要滿足小型化、低成本、高性能和低功耗的設計需求,技術難度極高。以在加速度與壓力測量技術開發經驗超過二十年以上的VTI公司為例,該公司的核心專利技術為3D-MEMS,可用于加速度、傾角、沖擊、振動、角率和壓力等測量,同時強調產品的可靠性、精確度和穩定性。
VTI的SCA3000系列加速度計就是基于其高度成熟的硅電容式3D-MEMS技術所開發出來的。硅電容式傳感器是由單晶硅和玻璃所制成,其中單晶硅是一種近于理想的彈性材料。在感測上則應用簡單而可靠的電容檢測原理,也就是從一對平行板之間的電容與電荷存儲量的改變,來判斷各種運動的變化狀況。
SCA3000在產品的封裝上采用高度密封的結構,加速度計的敏感元及測量專用芯片(ASIC)被集成在DIL塑料封裝內,讓微;蚧瘜W物質不能進入傳感器中;同時還用硅樹脂凝膠對加速度計進行保護,使其在潮濕環境和溫度周期性變化時,仍有良好的性能和可靠性。由于傳感器的材料和內部結構的原因,傳感器的測量幾乎不受震動和過度壓力的影響。此外,產品的雙電容器結構和對稱性設計改善了產品的零點穩定性、線性度和橫向靈敏度。
SCA3000系列產品同時強調其低功耗的設計,在此系列的四種版本中,除了提供多種接口外,也支持多組電流消耗選擇,其中電流消耗最低的版本是SCA3000-E01,在連續運轉下只消耗120mA。這種使用特性有助于延長電池的使用壽命,是便攜式設備在設計時的關鍵考慮之一。
從系統面來看,此系列產品還具有附加的EEPROM內存,它帶有元器件互換的校準系數,此舉有助于簡化傳感器與客戶設備在系統集成過程中,所需投入的軟件開發與維護心力。在VTI的加速度計中,包含了增強的錯誤檢測功能:數字觸發式自檢、校準內存奇偶校驗及連續連接錯誤檢測。此加速度計可用于水平或垂直方向的測量,其零點溫度系數低于1mg/°C,使用過阻尼的敏感元。
了解VTI公司SCA3000 Series 3-axis accelerometer,請訪問http://www.vti.fi/midcom-serveattachmentguid-92eb0b81843527f9b9462e2cfe353f58/TN66_SCP1000_FAQ_List_rev_0.2.pdf。