目前,微型传感器用于测量温度、压力、扭矩、加速度、旋转速度、湿度、声音、磁场、辐射和光学。广泛应用于工业、汽车、生物医学和化学领域。
微型传感器通常由硅半导体材料制成,但有时由金属、塑料、聚合物、玻璃和陶瓷等沉积在硅基上的其他材料制成。硅是传感器结构的理想材料,因为它具有优异的机械性能。其抗拉强度与杨模量相当,密度低于铝。
由硅单晶制成的传感器在断裂点上保持弹性,机械迟滞特别小。此外,硅具有非常低的热膨胀系数,可以在不变质的情况下暴露在温度和大多数气体、溶剂和酸中。这意味着硅基传感器极度疲劳,因此使用寿命非常长(通常引用数十亿次操作的使用寿命)。
虽然微传感器在很多应用中特别有用,但也会造成一些需要特别注意的问题。例如,微传感器通常有非常低的电容。这使得输出信号容易受到噪音污染。因此,通常需要将信号处理的微电子线路集成到设备上,从而成为智能微传感器。
另一个问题是,微型传感器通常会产生非常低的输出信号。这需要使用特殊类型的模数转换器来应对这种低输入信号。一种合适的技术是Σ-Δ转换。基于电荷平衡技术,可以在不到20ms的时间内提供16位以上的精度。