当前位置: 首页 » 智能方案 » 智能传感器动态 » 正文

影响MEMS传感器精度的重要参数及提升精度的办法

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-26  浏览次数:1442
核心提示:影响MEMS传感器精度的重要参数及提升精度的办法

最近,在ST(意法半导体)公司举办的一场MEMS传感器新闻发布会上,ST大中华暨南亚区模拟和MEMS产品部市场总监吴卫东先生提出了这样一个问题:传感器制造商提高传感器的精度容易吗?答案是既容易也不容易。在相关演讲中,他说,如果不考虑功耗,较容易得到,因为功耗提升后,计算能力可以增强。目前的挑战是,很多应用对功耗是非常在乎的,例如电池供电。

 
阿伦方差示意图,ST相关资料图

 既然传感器那么重要,设计上是不是有质的改变或新的技术?从传感器原理来看,通常采用著名的传感器精度衡量方法:阿伦方差(AVAR)。但做传感器产品时,有一些物理的局限性不可规避。例如MEMS传感器里一部分是机械结构,它会老化,且会随着温度和时间会发生变化。这些参数解释成电子的术语就是背景噪声、白噪声或者不稳定、随机的抖动。其控制方法要用生产或者矫正的方法来做。

 1.噪声

 噪声包括本身机械结构产生的噪声,还有闪变噪声和高频噪声。高频噪声是传感器在应用时是数字输出,在任何电子线路里会有电磁耦合现象。因此在处理时,传感器厂商要有足够的经验帮助客户在算法上规避或抑制、消除掉这些噪声。

 2.稳定性

 时间的稳定性毋庸置疑是解决老化,例如今天输入1出来100%,明天输入1出来99%,就要控制输入稳定性。温度的稳定性,指产品特性在0℃和50℃时肯定不一样,你要尽量在设计中尽量消除和平衡温度的影响。重复测试的稳定性,数据线路中如果输入1输出0,如果达不到0就是错。

 
影响MEMS传感器精度的三个重要参数。ST相关资料图

 3.误差

 测量没有百分之百的准确,因为它是模拟的,因为内部整个链路还是模拟的,信号产生源是模拟的。因此,需要考虑偏移、灵敏度、非线性误差(NL)、交叉轴误差(CX)。

 那么如何提高精度呢?这就需要改善设计和制造工艺。在MEMS器件中,设计和制程只占了20%工作量,还有80%是测试和校准。这意味着同样一个MEMS传感器,如果测试、校准做得更精细的话,它完全可以从精度只有5%提升到1%甚至更低。

 因为MEMS器件看起来输出的是数字,但里面是非常模拟的,甚至比模拟电路还模拟,因为里面有机械结构。在测试和校准方面采用一点测试还是三点测试、十点测试?是随时间调校还是只测一次?……这些方法都会影响到精度。

提高传感器精度,需要改善设计和制造工艺。ST相关资料图

 因此,MEMS传感器最独特的地方,便是精度与调校时间相关。例如消费类MEMS传感器的精度通常低一些,因为有的传感器生产大厂往往一天要保证出货上百万片,产线、产能不太可能支撑每一个器件都去校准、测试,因为花的时间按秒来算,因此精度可以保证应用即可。同样的产品如果在测试上花更多的时间就是工业级的。更高一级是以小时来计。再高一级,一个芯片测试上百次,可以把传感器调校得非常精准,这可以用几星期来计算,精度就会不一样。因此按单位1的概念来计算,消费级是x10,工业级是x100,战略级x1000的概念。

 
关键词: MEMS传感器 意法半导体
 
[ 智能方案搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
 
网站首页 | 订阅电子周刊 | 联系方式 | 关于我们 | 问题解析 | 版权隐私 | 使用协议 | 网站地图 | 网站留言 | 广告服务 | 积分换礼 | RSS订阅|
安全联盟站长平台 不良信息举报中心网络110报警服务
深公网安备案证字第 4403101901094 号 粤ICP备12078626号-1
增值电信业务经营许可证号 粤B2-20120463