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感測器/MEMS  

工業用感測器市場成長 擴展多元化應用

上網時間: 2007年11月28日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:感測器  MEMS  CCD 

雖然最近針對行動設備中所用的CMOS和電荷耦合元件(CCD)影像感測器正成為熱門話題,但別忘了還有許多其他類型的感測器也廣泛地用在各種設備中,包括HVAC、運動控制、液壓系統和機器人等工業相關系統。

這些感測器執行著許多測量任務,包括加速度、壓力、力矩、溫度、位置、流速和水位感測等。對於工業設備來說,精確的測量一直是關鍵性的要求,而元件的體積與其對抗惡劣環境的能力也不容小覷。

有趣的是,工業應用中所使用的元件設計與製造,不僅是透過感測器專業供應商,如American Sensor Technologies、Macro Sensors和MTS Sensors,也包含半導體公司,如亞德諾(ADI)、Dallas Semiconductor、Maxim Integrated Products和德州儀器(TI)等公司。

根據市調公司Freedonia Group預測,美國的工業感測器市場可望從2005年的22億美元成長到2010年的26億美元。工業感測器在整個美國感測器市場中約佔21%。

Freedonia公司認為,感測器重點發展領域將是先進的鄰近與定位感測器、光學化學感測器、CMOS元件和熱成像感測器,以及使用微機電系統(MEMS)等先進技術的感測器。

MEMS的進展

歐姆龍電子(Omron Electronics)公司已經成功開發出一款氣旋式MEMS流速感測器,即使在佈滿灰塵的環境中,它也能以高靈敏度檢測暫態流速,這可歸功於其內建的灰塵隔離系統(DSS)。

雖然該產品主要針對家庭和辦公室空調的風速控制,但這種雙向流速檢測元件也能用於測量設備、醫療用品和半導體設備中。這款名為D6F-P的新元件比歐姆龍的前一代產品更小約50%。

另一款基於MEMS的感測器來自於亞德諾(ADI)公司。該公司利用其iMEMS運動訊號處理技術開發了一款工業設備,可用於實現原先只保留給國防、航空和其他高階設備所使用的運動分析和導航用航位推測功能。

ADIS16355慣性測量單元(IMU)能夠檢測到線性加速和角度運動的細微變化,ADI表示。

除了導航外,ADIS16355多軸運動感測器還能用於高靈敏度的機器人和其他運動控制設備,因為,IMU在這種設備中可確保精密移動能被準確地重覆上千次,ADI公司指出。

另外,TI聲稱,該司最新發佈的TMP421和TMP422溫度感測器是業界最小的遠端結點溫度感測器,並內建了本地溫度感測器。單遠端通道的TMP421和雙遠端通道的TMP422都能提供(最大)±1℃的遠端感測器精密度和(最大)±1.5℃的本地溫度感測器精密度範圍。

TMP421和TMP422還具備雙線/SMBus串列介面和多位址功能。這兩個元件據稱相當適用於各種廣泛的設備中,如電信設備、工業控制器、處理器和FPGA溫度監測以及儲存區域網路等。

Maxim公司也同時推出了一款低電壓數位溫度感測器,在一條I2C通訊匯流排上最多可接27個位址。這款DS75LX感測器可以工作在1.7V到3.7V的電壓範圍,在整個電源電壓範圍和寬溫度範圍(-25℃到100℃)內的出廠校正精密度約±2℃(極大值),而在-55℃到125℃的整個工作溫度範圍內精密度可達±3℃(極大值)。

Dallas Semiconductor公司所提供的DS28EA00是一款單線數位溫度感測器,具有±0.5℃的精確度和鏈鎖式訊號傳輸與協議功能,能夠在多個感測器連到單一公共線路的環境中,自動判斷單一感測器的實體位置。

這款感測器的典型應用包括機架式設備,如無線基地台、局端交換機、企業伺服器,以及HVAC和製程監控。該元件採用8接腳的microSOP封裝。


隔離污染物

MTS Systems公司的感測器部門發佈了專門針對重負載應用的GT和ML感測器。GT感測器是G系列節拍感測器的冗餘版本,能夠在關鍵應用中提供最大的安全性。它可以利用兩到三個獨立且一致的測量系統來測量關鍵的變數,這些系統也可以在單一感測器封裝中單獨執行。

據表示,GT感測器非常適用於驅動器和液壓缸或機器作業中的線性移動測量。今年初,MTS公司發佈了一款用於生產設備的耐用型液體平面感測器。ML感測器採用不?鋼或塑膠封裝,或作為一種嵌入式核心感測器,以因應重型生產設備的各種液體裝置部份應用,包括液壓油和冷卻水等,MTS公司表示。

在壓力測量領域,American Sensor Technologies(AST)公司為其HVAC/R壓力產品線增加了熱反射保護功能。該功能可以讓元件工作在含有氨的HVAC和冷卻環境下,AST公司指出。

AST的HVAC/R壓力感測器採用了無內部封條或墊圈的單片不?鋼結構,因此消除了在HVAC和冷卻設備中受到滲透、系統污染或冷凍的可能性,AST公司表示。

AST公司還有一款微型不?鋼壓力感測器,適用於狹窄區域的壓力測量。這種壓力感測器適用於許多應用場合,包括液壓系統、測試機架、HVAC/R、面板建構器和汽車系統,以及各種工業和農用設備中。

型號為AST4800的感測器採用了單片不?鋼檢測單元,無需使用矽樹脂油、焊接或O型環,因此能夠免受外在介質的污染,AST公司指出。這款壓力感測器採用高強度不?鋼結構,可高度地相容於各種液體和氣體。

Macro Sensors公司的GHSE/GHSER 750系列24V彈簧裝載定位感測器採用了一種非常實用的封裝,適用於計量設備的定位測量。這款元件完全採用不?鋼建構,高度密封的19mm直徑感測器採用了彈簧裝載的套筒軸承,可在非常嚴苛的環境中使用。

GHSE 750系列感測器的輸出可連接大部份PLC、數位顯示器和資料擷取系統,Macro公司表示。

Macro Sensors公司今年還推出了多款LVDT感測器系列產品,這些產品都可以工作在極度惡劣的環境下。高度密封且高強度的LVDT提供4到20mA的輸入/輸出(I/O)性能,因此很容易與PLC、數位顯示器、基於主機的資料處理和品質控制資料擷取系統進行現場整合。

在影像感測器方面,Eastman Kodak公司在今年稍早發佈了三款CCD感測器,目標市場包括工業和科學成像等應用領域。


全色支援

Kodak的KAI-10100影像感測器是一種高解析度的新款彩色元件,適用於全色成像設備,而現有的Kodak KAF-39000和Kodak KAF-8300影像感測器目前僅可提供單色版本。

Kodak KAI-10100是一種千萬畫素、22.5mm光學對角線長、交錯式的CCD影像感測器。而最新設計4.75微米交錯式畫素架構據稱能提供低雜訊和電子快門性能,Kodak公司指出。而硬體色彩分級可支援多種二次採樣解析度的漸進式掃描輸出,有助於提高靈敏度,加速讀出速度。

圖1:MTS Systems公司的模組化ML感測器採用多種封裝材料,可適應重型生產設備中所使用的各種液體裝置。

圖2:ADI公司的ADIS16355是一種整合了陀螺儀和加速計的多軸運動感測器,可測量全部6個機械式自由度──X、Y和Z軸的線性運動和圍繞這三軸的旋轉運動。

作者:羅吉娜




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