南京理工大學研發(fā)新技術,大大提升傳感器精度

責任編輯:editor009

作者:魏薇 楊萍

2015-09-21 21:48:20

摘自:新華網(wǎng)

現(xiàn)代生活中,智能手機、汽車導航、游戲機、數(shù)碼相機、音樂播放器、無線鼠標、硬盤保護器、智能玩具、計步器、防盜系統(tǒng)等等都融入了MEMS慣性傳感器,雖然它們通常只有幾毫米甚至更小,卻是解決導航、定位、定向和運動姿態(tài)測量的重要部件。

現(xiàn)代生活中,智能手機、汽車導航、游戲機、數(shù)碼相機、音樂播放器、無線鼠標、硬盤保護器、智能玩具、計步器、防盜系統(tǒng)等等都融入了MEMS慣性傳感器,雖然它們通常只有幾毫米甚至更小,卻是解決導航、定位、定向和運動姿態(tài)測量的重要部件。

2015年9月,微電子學與集成電路領域頂級國際期刊 IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS (JSSC) 刊出了南京理工大學MEMS團隊的研究論文《A Sub-g Bias-Instability MEMS Oscillating Accelerometer With an Ultra-Low-Noise Read-Out Circuit in CMOS》,這是國內(nèi)首次在該期刊上發(fā)表物理傳感器方面的文章。研究成果發(fā)表于JSSC,表明南理工在MEMS慣性傳感器專用集成電路設計方面取得了突破性進展。這項研究成果能大大提高傳感器的穩(wěn)定性(精度),采用該電路的傳感器,其性能達到國內(nèi)外已報道的最高水平。

MEMS團隊負責人蘇巖教授介紹說, 慣性傳感器是檢測和測量加速度、傾斜、沖擊、振動、旋轉(zhuǎn)和多自由度(DoF)運動的傳感器。由加速度計和陀螺儀組成的慣性系統(tǒng)可實現(xiàn)對載體位置及運動信息的實時監(jiān)測。采用MEMS工藝制造的慣性傳感器敏感結(jié)構的尺寸,通常只有幾毫米甚至更小;專用集成電路(ASIC)是為特定用戶或特定電子系統(tǒng)制作的集成電路,可將成千上萬的晶體管電路集成于一塊芯片,同樣具有尺寸小的特點。這兩者都可大批量生產(chǎn),成本極低。

因此,專用集成電路(ASIC)技術和MEMS技術將極大地降低慣性傳感器的成本、體積和功耗,使得該類型傳感器可廣泛應用于消費電子類產(chǎn)品中。此外采用高性能專用集成電路(ASIC)后,還可降低環(huán)境因素及寄生參數(shù)對傳感器性能的影響,大幅度提升MEMS慣性傳感器的精度,使得該類型傳感器可以在高精度導航制導領域得到應用,能為國防科技的發(fā)展貢獻一份力量。

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