一文带你了解MEMS流量传感器

MEMS传感器即微机电系统（Micro-electro Mechanical Systems），是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，具有体积小、成本低、功耗低、可靠性高、易于集成等特点。欧姆龙MEMS流量传感器，采用其独创的高精度加工技术，将流量传感器核心器件封装在尺寸仅为1.5*1.55*0.4mm的MEMS芯片里面。这种超精细的MEMS传感器，不但能检测1毫米/秒的气体流速变化，还能高精度地实现大批量生产。

流量传感器内部结构

这种传感器芯片采用使用热线的质量流量检测方式。其芯片中央具有加热器，上游侧的热电堆 (A)及下游侧热电堆 (B)配置在加热器的两侧，热电堆附近配置有基座测温体，它们均是采用半导体工艺制造的。加热器和热电堆列组的底部形成空腔，使得热电堆可高效检测加热器的热量。

流量传感器的检测原理

通过给MEMS芯片加恒定电流，使芯片中央的加热器产生热量。没有风通过时，加热器上游热电堆和下游热电堆由于热平衡的关系，两者对应的热电动势电压相等，即Vu=Vd。当有气体流动时，热源随气流方向向下游转移，此时下游热电堆的电动势变大，即Vd＞ Vu。两个热电堆的输出差大致与通过传感器表面的气体质量流量的平方根成正比。输出灵敏度和质量流量取决于气体的组成比。微小的信号可以通过放大电路进行放大，再以电子方式检测气体流量。风量传感器经调整后输出的电压与质量流量为 25°C、 101.3kPa 时的流速相当。