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Case 行業(yè)快訊

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MEMS傳感器技術(shù)介紹MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）即微機電系統(tǒng)，也叫做微電子機械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機械等，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，可批量制作，將微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、甚至接口、通信和電源等集為一體的微型器件或系統(tǒng)。MEMS是利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料，通過微米技術(shù)在芯片上制造微型機械，并將其與對應(yīng)電路集成為一個整體。受益于普通傳感器無法企及的IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來的成本優(yōu)勢，MEMS同時又具備普通傳感器無法具備的微型化和高集成度。MEMS其工作原理是外部環(huán)境物理、化學(xué)和生物等信號輸入，通過微傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過信號處理（模擬信號或數(shù)字信號）后，由微執(zhí)行器執(zhí)行動作，達到與外部環(huán)境“互動”的功能。如圖1所示。圖1 MEMS工作原理傳統(tǒng)麥克風(fēng)傳感器與MEMS麥克風(fēng)傳感器對比如圖2所示。圖2 傳統(tǒng)麥克風(fēng)傳感器（左）與MEMS麥克風(fēng)傳感器（右） MEMS傳感器品種繁多，分類方法也很多。按其工作原理，可分為物理型、化學(xué)型和生物型三類。每種MEMS傳感器又有多種細分方法，按檢測質(zhì)量的運動方式劃分，有角振動式和線振動式加速度計。按檢測質(zhì)量支承方式劃分，有扭擺式、懸臂梁式和彈簧支承方式。按信號檢測方式劃分，有電容式、電阻式和隧道電流式。按控制方式劃分有開環(huán)和閉環(huán)式。常見的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等。 MEMS慣性傳感器介紹 MEMS慣性傳感器主要是指MEMS加速度計和MEMS陀螺儀。MEMS慣性傳感器在1990年代開始規(guī)模應(yīng)用在汽車工業(yè)和國防工業(yè)，20世紀初開始應(yīng)用于手機等消費電子領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)有望引領(lǐng)下一波增長浪潮（如圖3所示）。圖3 MEMS陀螺...

發(fā)布時間: 2019 - 03 - 05

傳感器融合的挑戰(zhàn)和機遇

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盡管傳感器融合的概念早就提出了，但直到最近我們才開始真正看到實際的規(guī)模應(yīng)用。事實上，傳感器融合已經(jīng)迅速發(fā)展成為一種熱門趨勢，從發(fā)源的智能手機和便攜式設(shè)備，現(xiàn)在開始拓展到廣泛的物聯(lián)網(wǎng)傳感器、新一代自動駕駛汽車以及無人機的環(huán)境感知應(yīng)用。這種爆炸式增長帶來了機遇，當然也提出了許多挑戰(zhàn)，不僅是純粹的技術(shù)挑戰(zhàn)，還涉及隱私、安全以及對未來基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的更廣泛影響。傳感器融合的定義相對簡單，本質(zhì)上是一種智能整合一系列傳感器數(shù)據(jù)的軟件，然后利用整合結(jié)果來提高性能，可以是使用相同或類似類型的傳感器陣列來實現(xiàn)極高精度的測量，也可以通過整合不同類型的傳感器輸入來實現(xiàn)更復(fù)雜的功能。消費電子領(lǐng)域需求最大傳感器融合的潛在應(yīng)用非常廣泛，產(chǎn)業(yè)分析師非?？春?。據(jù)麥姆斯咨詢報道，傳感器融合系統(tǒng)需求預(yù)計將在未來5年內(nèi)以約19.4%的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，市場規(guī)模預(yù)計將從2017年的26.2億美元增長到2023年的75.8億美元。2016年，北美地區(qū)是傳感器融合市場最大的生產(chǎn)基地，市場份額接近32.84%，而歐洲地區(qū)的市場份額也超過了31.51%。雖然傳感器融合的傳統(tǒng)用例更傾向于工業(yè)應(yīng)用，但近年客戶群發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。2016年， 54.86%的傳感器融合系統(tǒng)市場需求源自消費電子行業(yè)。傳感器融合實現(xiàn)情境感知傳感器中樞（一種包含MCU的軟硬件結(jié)合解決方案）日益增長的實用性，推動了消費電子產(chǎn)業(yè)的巨大需求。與純軟件的“傳感器融合”相反，傳感器中樞為特定的一組傳感器實現(xiàn)了特定的傳感器融合算法，涉及廣泛的傳感器類型及算法?；谟布膫鞲衅髦袠袦p輕了系統(tǒng)CPU的沉重負擔(dān)，這對于從智能手機到可穿戴設(shè)備的現(xiàn)代設(shè)備非常有用。實際上，降低CPU負載可以延長電池壽命并減少熱量，這兩者都是可穿戴設(shè)備和智能手機設(shè)計師面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。例如，谷歌（Google）推出了安卓（Android）傳感器中樞，旨在直接連接生物識別傳感...

發(fā)布時間: 2019 - 03 - 01

新型傳感器可快速識別中風(fēng)患者為中風(fēng)治療贏得時間

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隨著秋冬季節(jié)的來臨，中風(fēng)發(fā)病率也會上升。中風(fēng)是危害中老年人健康的一大殺手，并且中風(fēng)后致殘率較高，往往會造成偏癱、癡呆，還會產(chǎn)生各種并發(fā)癥，例如肺部感染等，嚴重的會造成死亡。據(jù)了解，由華威大學(xué)開發(fā)的新型傳感器可以在幾分鐘內(nèi)識別出患有中風(fēng)的患者。使用針刺血檢，該測試還可以通過測量血液中的標示化合物（tell-tale compound）的水平來顯示中風(fēng)的嚴重程度。醫(yī)生希望這種在NHS醫(yī)院接受試驗的傳感器可以通過更快的診斷來挽救生命。它也可能有一天用于識別中風(fēng)風(fēng)險更高的人并幫助預(yù)防卒中。中風(fēng)是英國死亡和殘疾的主要原因，每年超過100000例 - 或者每五分鐘一例。大多數(shù)病例（85％）是缺血性中風(fēng)，血凝塊會阻斷大腦的血液供應(yīng)。確定病情并及時治療以恢復(fù)血流對改善預(yù)后至關(guān)重要。然后用溶栓藥物治療 - 但要有效，就必須在中風(fēng)開始后的四個半小時內(nèi)給藥。目前，沒有快速的方法來確定問題；在患者到達醫(yī)院時，進行CT掃描以檢查大腦出血的跡象，以及一系列其他測試，但這可能非常耗時。更重要的是，三分之一的患者實際上會經(jīng)歷“類中風(fēng)”，這些癥狀相似，包括偏頭痛，癲癇發(fā)作和腦膜腦炎等傳染性疾病。結(jié)果是，多達三分之一的中風(fēng)患者在A＆E中未被診斷，而醫(yī)護人員確定的疑似中風(fēng)患者中有一半患者是類中風(fēng)，接受溶栓藥物治療的患者中有多達17％沒有中風(fēng)。這款新型傳感器可以通過檢測血液中的化合物嘌呤來診斷中風(fēng)。當細胞缺氧和葡萄糖時，例如在中風(fēng)期間，幾分鐘內(nèi)就會產(chǎn)生嘌呤。該傳感器由華威大學(xué)開發(fā)，并在大學(xué)的考文垂醫(yī)院和沃里克郡NHS信托公司進行試驗，可通過分析從患者身上取出的血液來檢測嘌呤水平的變化。在一項涉及近400名中風(fēng)患者的新試驗中，將在入院時采集血液樣本以測試嘌呤水平，醫(yī)生將查看結(jié)果是否與中風(fēng)造成的損害程度一致。入院后進行的CT掃描將用于評估損傷。在評論這項研究時，Aneurin Bevan大學(xué)健康委員會中...

發(fā)布時間: 2019 - 01 - 07

高精度9軸慣性傳感器安全氣囊防老人跌倒摔傷

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對于80、90歲的老年人，跌倒是能致命的。跌倒后骨折，然后緊跟著是一系列連鎖反應(yīng)如繼發(fā)肺部感染，誘發(fā)多種并發(fā)癥等......通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在全世界老年人摔傷事故中，髖關(guān)節(jié)骨折的占了80%，而且由于老年人身體脆弱，骨質(zhì)疏松，有 50% 的老年人會留下后遺癥，23% 的老年人會因此死亡。這些可能發(fā)生的結(jié)果都在提醒著老年人預(yù)防跌倒很重要。據(jù)麥姆斯咨詢報道，18日，在高交會中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院展區(qū)，一款對老年人及易跌人群非常實用的樣機——穿戴式跌倒預(yù)警防護系統(tǒng)。在人體跌倒的一瞬間，自動彈出安全氣囊，避免人體髖關(guān)節(jié)受到嚴重傷害。安全氣囊之所以能夠在人體跌倒瞬間自動精準地打開，得益于中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院微創(chuàng)中心趙國如博士課題組研發(fā)的，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高精準運動識別和跌倒預(yù)警算法，以及基于冷氣源的快速充氣技術(shù)，跌倒的發(fā)生往往只在一瞬間，人體從站立到跌倒通常僅有0.7秒左右，安全氣囊內(nèi)置的高精準慣性傳感器及運動識別算法能夠在跌倒前0.3秒預(yù)判出跌倒事件發(fā)生，并利用快速充氣技術(shù)在0.2秒內(nèi)打開安全氣囊，從而在人體著地之前給予髖關(guān)節(jié)實時防護，老人跌倒傷害不再怕。另外，研究團隊圍繞“老人防跌倒預(yù)警與干預(yù)”開展創(chuàng)新研究，已申請各類專利80余項，團隊已成功研發(fā)了基于智能手機的防跌預(yù)警APP、基于WEB的防跌倒健康管理監(jiān)控平臺、穿戴式防跌倒預(yù)警/報警系統(tǒng)和穿戴式跌倒防護安全氣囊等4類樣機系統(tǒng)，并在國際養(yǎng)老博覽會、創(chuàng)科博覽2018港澳展和國家康復(fù)展等演示，研究成果與國際先進水平同步，在“老齡健康與運動安全”等領(lǐng)域具有重要潛在應(yīng)用。中科院深圳先進院工程師李慧奇介紹，穿戴式防跌倒預(yù)警/報警系統(tǒng)，基于低功耗MTK硬件平臺方案和高精度9軸慣性傳感器及獨有防跌倒精準識別算法，可進行老年人日常動作識別、失穩(wěn)動作預(yù)警、跌倒發(fā)生報警和位置追蹤等功能，以期實現(xiàn)預(yù)防跌倒發(fā)生。穿戴式跌倒防護安全氣囊...

發(fā)布時間: 2018 - 12 - 24

激光位移傳感器的檢測應(yīng)用有哪些？

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激光位移傳感器是利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表。能夠精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化。激光位移傳感器的應(yīng)用：1、尺寸測定：微小零件的位置識別；傳送帶上有無零件的監(jiān)測；材料重疊和覆蓋的探測；機械手位置(工具中心位置)的控制；器件狀態(tài)檢測；器件位置的探測(通過小孔)；液位的監(jiān)測；厚度的測量；振動分析；碰撞試驗測量；汽車相關(guān)試驗等。2、金屬薄片和薄板的厚度測量：激光傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度。厚度的變化檢出可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋，小洞或者重疊，以避免機器發(fā)生故障。3、氣缸筒的測量，同時測量：角度，長度，內(nèi)、外直徑偏心度，圓錐度，同心度以及表面輪廓。4、長度的測量：將測量的組件放在指定位置的輸送帶上，激光傳感器檢測到該組件并與觸發(fā)的激光掃描儀同時進行測量，最后得到組件的長度。5、均勻度的檢查：在要測量的工件運動的傾斜方向一行放幾個激光傳感器，直接通過一個傳感器進行度量值的輸出，另外也可以用一個軟件計算出度量值，并根據(jù)信號或數(shù)據(jù)讀出結(jié)果。6、電子元件的檢查：用兩個激光掃描儀，將被測元件擺放在兩者之間，最后通過傳感器讀出數(shù)據(jù)，從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。7、生產(chǎn)線上灌裝級別的檢查：激光傳感器集成到灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，當灌裝產(chǎn)品經(jīng)過傳感器時，就可以檢測到是否填充滿。傳感器用激光束反射表面的擴展程序就能精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格以及產(chǎn)品的數(shù)量。8、傳感器測量物體的直線度：首先你需要2-3個激光位移傳感器來進行組合式的測量。然后將3個激光位移傳感器安裝在于產(chǎn)線平行的一條直線上，并根據(jù)你所需要的測量精度來確定三個激光位移傳感器之間的間距。最后，你需要讓這一個物體以平行于激光位移傳感器安裝線上的方向前進。當產(chǎn)線與傳感器的安裝線是平行的情況下，三個傳感器測出來的距離差別越大則此物體的直...

發(fā)布時間: 2018 - 12 - 18