国外标杆MEMS差压传感器产品解析

从智能手机到工艺复杂的精密控制仪表，压力传感器的应用遍布其中。飞机空速传感器是其中一个比较典型差压测量器件例子。差压传感器中当电阻通过电流加热时，电阻周围就会形成稳态温度曲线。当介质不流动时，对称的两个温度传感器就会检测到相同的温度。当介质流动时，由于温差与压力成正比（低压时呈线性&高压时呈非线性），我们可通过测量两个两端传感器的差值来确定流量。结合MEMS的差压测量，可以覆盖低压值域和高精度。一般医疗、工业和物联网（IoT）等应用都属于低压值域。高精度DP测量则是精度在0.1 Pa级别的测量。
 
OMRON D6F-PH 系列MEMS差压传感器
 
D6F-PH 系列是欧姆龙利用CMOS工艺的标准材料，通过将MDP200传感器、MEMS传感器和信号调解电路集成在单芯片上，构建出的MEMS差压传感器。
 
 
（D6F-PH /OMRON）
 
这一款传感器主要适用于流体介质为空气的相关测量。可简单地连接到任何带有I2C接口的标准微控制器上。首先这个系列在精度上就足够高，零点精度在±0.2Pa，满量程精度为±3%RD。高精度的差压测量范围覆盖±50Pa到±500Pa。因为该系列采用的是热式质量流量方式，所以在低压区，它拥有比薄膜式差压传感更灵敏的感知。
 
在低压区的极高灵敏度也不影响这个系列仍然配置了直线补偿和温度补偿功能，这也让满量程的温度特性保持在每10°C为±0.5%RD以下。同时这个系列响应速度也很快，12bit下转换时间仅为 Typ. 6ms。在高精度保持上还是很有保障。同时还应用了高流量阻抗尽可能减少了旁路配置的影响。
 
TE SMI系列MEMS差压传感器
 
在没有被TE收购前，Silicon Microstructures，Inc.（SMI）就推出了系列MEMS压力传感器系统，主攻超低压、超高压和医疗领域相关传感器应用。
 
 
（SMI 9000/TE）
 
SMI 9000系列将压力传感器与信号调整ASIC结合到单个封装中简化了高级硅微加工压力传感器的使用。这个系列压力传感器可直接安装在标准印刷电路板上，从数字接口直接获取高水平的校准压力信号，应该说大大降低了对自定义校正算法的补偿网络或微控制器的额外需求。
 
SMI 9000的差压范围覆盖±125和±250 Pa的压力范围，并具有16位I2C数字接口，16位分辨率能够解析低至0.0038 Pa的信号。SMI这个系列的参数指标显得十分专一，就是主打超低压应用。此类超低压传感器采用JEDEC标准SOIC-16封装，可双垂直或水平安装。板安装和系统级自动调零后的总误差范围极小，小于1%FS。同时配有压力校准和温度补偿，补偿温度范围为-20至85℃。作为适配了适应性输出的精准测量，这个系列在补偿温度范围内，所有的误差都不超过1%。TE这一系列可以说式毫无疑问的MEMS低压传感器领域国际标杆产品。
 
Sensirion SDP3x系列MEMS差压传感器
 
SDP3x号称是全球最小的差压传感器。其尺寸只有5 mm x 8 mm x 5 mm，开辟了新层面集成和应用的可能性。该传感器基于新一代CMOSens传感器芯片，是Sensirion差压及流量测量核心模块。
 
 
（SDP3x/Sensirion）
 
SDP3x除了尺寸小，性能也是可圈可点的。首先它各系的差压覆盖范围很全面，数字SDP31传感器和模拟SDP36传感器可测量高达500 Pa的双向差压，而数字SDP32和模拟SDP37可测量高达125 Pa的双向差压，数字SDP33则覆盖到1500 Pa。这个全能向的产品，也可以说Sensirion旗下的流量传感器产品都有一个共同的优势点，那就是无零点漂移。这在精确度上是一个稳定的保证。在精度保持稳定前提下，这个系列传感器提供扩展的功能，如多个I2C地址、中断功能和快速采样。这也使Sensirion的SDP3x系列成了大批量和成本敏感应用的较为理想的选择。
 
小结
 
从这些目前国际领先的差压传感器来看，基于MEMS加工工艺的压力传感器技术将向高度集成化、高精度化发展，同时医疗领域将会成为差压传感器竞争的主要阵地。