传感新品
【清华大学:研究基于薄膜铌酸锂的高灵敏度电场传感器】
微弱电场测量在工业、国防、科研领域均有着不可替代的作用。光学电场测量响应快、带宽大。过去数十年,基于体铌酸锂的集成光学电场传感器取得了长足发展,但受材料、工艺限制,仍存在灵敏度不够高、缺乏长期稳定性等难题。近日,清华大学电机系先进电磁材料与系统团队在高灵敏度、微型化电场传感器研究中取得重要进展。
图1.微腔电场传感器及其潜在应用
薄膜铌酸锂(LNOI)厚度仅为百纳米,作为新材料,为克服上述不足提供了可能,但传统工艺完全无法加工。2018年起,研究团队针对LNOI难以加工的关键难题,经过几年摸索,独立研发了低损耗、高效率的加工工艺,实现了传输损耗为0.13dB/cm的波导高质量刻蚀。与以往利用数厘米长干涉光路实现电场传感不同,项目组基于LNOI设计并实现了尺寸为百微米的高品质因子微环谐振腔,通过增加微波和光波的相互作用,从本质上大幅提高了灵敏度。与Pound-Drever-Hall方法结合,形成了激光锁频的微腔电场传感方案,进一步提高了灵敏度。最终实现了探测灵敏度为5.2μV/(mHz1/2)、可实时测量电场强度和相位的电场传感器。
图2.微腔电场传感原理
实测传感器件1(最高品质因子)和传感器件2(最低品质因子)的初始最小可测场强分别为8.8和29.5μV/(mHz1/2),带宽分别为414和101MHz,动态范围分别为123和122dB。进一步降低系统噪声后,器件1的最小可测场强达到了5.2μV/(mHz1/2),是经典物理领域同带宽下已报道的最灵敏的电场传感器。
图3.基于Pound-Drever-Hall探测的集成微腔电场传感器
传感动态
【京东方再投安徽合肥!传感柔性调光膜及电子器件项目签约】
3月5日,合肥京东方睿视科技有限公司正式揭牌成立,传感柔性调光膜及电子器件研发项目同步签约。
合肥京东方睿视科技有限公司是面向染料液晶调光、柔性电子等柔性应用方向的研发生产平台,未来可广泛应用于乘用车、建筑、消费电子等多种场景。本次新签约项目致力于打造国内领先的柔性调光技术与柔性传感电子器件的研发基地,总投资1.58亿元,一期项目达产后,预计可实现产能10K/月。
传感技术是工业信息化时代的关键要素,也是新一代产业竞争的制高点。下一步,新站高新区将继续围绕传感器未来发展需求和趋势,建设一批创新平台、培育一批企业主体、引育一批创新人才,不断推进产业链“强链、延链、补链”,提升企业自主创新能力和产业链核心竞争力,打造新型传感器“策源地”和产业创新“孵化器”。
合肥新站区消息显示,合肥新站高新区依托合肥新型显示产业基地、合肥集成电路产业基地建设,不断强化科技创新、场景创新,持续加大传感产业招商引资力度,提前布局图像传感器、激光雷达、毫米波雷达、六维力传感器项目,努力推动显示技术与物联网技术、数字技术的融合,全力推动车芯屏融合发展。
【纳芯微推出车规级温湿度传感器NSHT30-Q1,助力汽车智能化发展】
纳芯微推出的全新车规级温湿度传感器NSHT30-Q1是一款基于CMOS-MEMS的相对湿度(RH)和温度传感器。
NSHT30-Q1在单芯片上集成了一个完整的传感器系统,包括电容式的相对湿度传感器、CMOS温度传感器和信号处理器以及I2C数字通信接口,采用带Wettable Flank 的DFN封装设计,产品尺寸仅为2.5mm×2.5mm×0.9mm。其I2C接口的通信方式、小且可靠的封装以及更宽的工作温度范围使得NSHT30-Q1非常适合于车载环境应用。
随着汽车智能化的发展,车内系统越来越依赖于对周围环境的判断做出决策。为了实现实时控制和自主操作,这些系统需要借助能够快速响应的高精度传感器产品来捕捉必要信息。
以汽车五合一传感器为例,它利用内置的温湿度传感器来检测前挡风玻璃内侧的温度和湿度,进而计算出露点温度。这样,空调系统就可以根据这些信号调整车内温度、出风模式以及内外循环等功能,有效降低车内湿度,实现除雾功能。
同时,激光雷达也离不开温湿度传感器的支持。温湿度传感器能够监控雷达的工作温度和湿度,确保其在适宜的工作环境下运行,避免因温度过高而降低性能。此外,温湿度传感器还能检测相对湿度,以监测激光雷达和摄像头模块的透镜是否破裂,从而避免潮湿环境对内部光学元件造成损害,确保车辆行驶安全。
纳芯微的车规级、高可靠性、高精度和低功耗的单芯片集成温湿度传感器NSHT30-Q1,适用于各种车载应用,如汽车HVAC控制模块和电池管理系统等,帮助车辆实现更高效、更稳定的系统性能,为汽车智能化的发展提供了有力支持。
此外,NSHT30-Q1的I2C接口具有两个可选择的I2C地址,通信速度高达1 MHz,还支持2.0 V至5.5 V的宽电源电压范围,适用于各种应用环境。同时具有可编程的中断阈值,可以提供警报和系统唤醒,而不需要微控制器来持续监控系统。
【计划智能传感器产值达400亿元,河南郑州将通过强链、补链,聚力推动MEMS研发中试平台建设】
2月27日,记者从郑州市智能传感器产业链培育工作推进会上获悉,郑州将通过强链、补链,聚力推动MEMS研发中试平台建设,建设智能传感器产业的良好生态。
智能传感器产业是新一代信息技术的核心,也是科技竞争的主战场。智能传感器和半导体产业链是我省重点培育的28个产业链之一。近年来,郑州市高位推动智能传感器产业链,围绕补链延链强链整合优势、握指成拳,全力打造产业新高地。
MEMS 微机电系统指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成。一条完整的MEMS产业链由上游装备和材料产业,中游MEMS设计和MEMS传感器制造、封测,下游应用终端产业组成。然而,MEMS制造环节缺失,制约郑州高端传感器产业壮大。“产业链不完整,主要体现在上游的材料和设备、中游的MEMS代工和芯片制造、下游封测环节的缺失,制约传感器产业的发展壮大。”郑州市工信委相关负责人说。
围绕链条缺失环节招引“补链”,郑州市积极推动MEMS研发中试平台建设。依托郑州高新区、郑州中科集成电路与系统应用研究院、河南豫芯智能传感器产业发展有限公司、郑州大学等单位,做好项目设计、建设和团队引进等工作,积极探索运营模式,推动MEMS研发中试平台项目建设,推动基于MEMS工艺的新型气体传感、压力传感智能传感等芯片及器件研发生产,力争2024年9月具备部分投产条件,2025年底达到交付使用条件,实现“基础研究—技术攻关—技术应用—成果产业化”全过程无缝衔接,推动智能传感器产业迈向规模化、特色化、差异化、高端化发展,建设具有国际影响力的智能传感器产业生态圈。
加强产学研对接服务,郑州建立同工信部所属7所高校常态联系机制,加强与西安交通大学、华中科技大学对接,大力推进香港理工大学郑州技术创新研究院、上海交通大学郑州创新研究院和北京理工大学郑州智能科技研究院在郑落地,力争在传感器领域建设一批新型研发机构。郑州市人民政府、武汉理工大学、中原豫资投资控股集团有限公司战略合作签约,签约各方将联合郑州高新区共同推动武汉理工大学郑州新材料联合研发中心落地,助力传感器产业上游材料发展。上海交通大学郑州研究院揭牌成立,位于中原科技城龙湖北部片区,研究院将围绕河南省传统产业转型提升、新兴产业重点培育、未来产业前瞻布局需要,吸纳一批高水平研发团队,集聚一批高层次科研人才;打造一批应用型、转化型博士后科研工作站,大力推进研究生在豫联合培养,与豫籍高校、企业等共建一批优质研究生生源及培养基地。
开展产业链精准招商,郑州依托河南省智能传感器行业协会、联盟等优势资源,编制传感器产业链招商图谱和路线图,以长三角、珠三角、京津冀区域为重点,聚焦高端传感器设计、芯片制造和器件级、晶圆级MEMS封装、关键材料与设备等关键领域以及产业链缺失环节,通过“以商招商”“点对点招商”,着力引进一批项目,善智能传感器产业链条。去年,郑州市传感器领域招引意向项目12个,一批重大产业项目正在积极对接。2024年计划招引传感器领域企业160家,智能传感器产业规模达到400亿元。
【总投资近 160 亿元,华为上海青浦研发中心将于今年启用】
据澎湃新闻报道,2024 年长三角生态绿色一体化发展示范区开发者联盟重大项目对接会于3月5日举办,2024 年示范区重大建设项目调度清单初步形成,位于上海青浦的华为研发中心将于今年启用,周边道路也将同步通车。
去年 10 月,华为上海青浦研发中心进入全面机电管线安装工作,主体工程全部完成建设。据介绍,华为上海青浦研发中心是上海市重点工程,也是长三角一体化示范区西岑科创中心的亮点项目,自开工以来就备受关注。
华为上海青浦研发中心占地 2400 亩,总建筑面积 206 万平方米。研发中心将建设成为集企业办公、研发中试、技术孵化、生产服务和配套居住于一体的复合型产业社区,将高科技元素的现代化工作场所与绿色生态相结合,打造华为全球创新基地。
华为投资近 160 亿元建设青浦研发中心项目,该研发中心项目位于青浦区金泽镇,占地面积约 160 万平方米,建筑面积约 200 万平方米。其为长三角示范区西岑科创中心的重要项目,建成后将成为示范区创新经济新高地的重大标志性项目。
在去年 9 月的“高质量发展在申城”系列主题上海市政府新闻发布会期间,上海市青浦区官方透露,华为上海青浦研发中心明年陆续投入使用,计划导入 3 万至 4 万名科研人才。
【加速度传感器原理及其应用】
常见的加速度传感器工作原理有三种:压电原理、电容原理和微机电系统(MEMS)原理。
1.压电原理:压电加速度传感器通过压电材料的压电效应来测量加速度。当受到力或加速度时,压电材料会产生电荷,在传感器中形成电压信号,从而测量加速度。
2.电容原理:电容式加速度传感器利用电容的变化来测量加速度。当传感器受到加速度时,内部的移动部件会导致电容的变化,进而测量到加速度的值。
3.微机电系统(MEMS)原理:MEMS加速度传感器是一种微小化、集成化的传感器,利用微机电系统技术实现。传感器中包含微小的弹簧质点和微小的电容器,当受到加速度时,质点会移动,导致电容的变化,从而测量加速度。
加速度传感器的应用非常广泛,包括但不限于以下领域:
1.移动设备:加速度传感器被广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备中,用于实现方向感应、自动旋转屏幕、晃动检测等功能。
2.汽车工业:加速度传感器在汽车中扮演重要角色,用于安全气囊系统、车辆稳定性控制、碰撞检测等方面。
3.工业监测:加速度传感器用于工业设备的振动监测和故障诊断,提供重要的运行状态信息。
4.运动追踪:加速度传感器被广泛应用于健身设备、运动追踪器等产品,用于测量运动的步数、距离、速度等。
5.建筑结构监测:加速度传感器用于监测建筑结构的振动和变形,帮助评估结构的安全性和稳定性。
审核编辑 黄宇
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