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意法带领精确3D定位感测技术进入新的发展阶段

发布时间:2020-07-01 00:55:48 阅读: 来源:点火器厂家

横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、全球最大的MEMS制造商、全球最大的消费电子及便携产品MEMS供应商[1]意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM),推出一款能够精确测量手机等便携设备海拔高度的压力传感器,新款传感器的上世意味着移动设备不仅能够识别其所在楼层,还能几乎确定所在楼梯台阶位置。

本文引用地址:移动设备的精确定位功能是很多新兴移动定位服务(Location-Based Services,LBS)的关键技术,LBS被业界广泛认为是移动产业下一个杀手级应用。实现这类新兴服务的挑战是提供立体识别移动设备位置的方法,同时满足各种相互冲突的条件,包括空间分辨率、可靠性和外观尺寸、稳健性和成本。

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)是平面定位(经纬度)广泛采用的解决方案,当移动设备处于最佳条件,即能够从四颗(或更多颗)卫星接收信号时, 使移动设备的平面位置计算精度达到一米以内。意法半导体与CSR公司联合开发出的室内导航解决方案可在无卫星信号条件下确定设备的3D位置。

对于第三维(垂直高度),气压感测技术的分辨率高于GNSS,特别是在卫星能见度少于四颗卫星时,因为气压随着高度上升而稳定下降。意法半导体的新一代压力传感器的量程从260至1260毫巴;260毫巴是大约10千米高度(比珠峰大约高 1,500米)的典型压力;1260毫巴是海平面以下大约1800米深度(大约是世界上最深矿井的二分之一)的典型压力。以3x3mm微型封装、低工作电压和超低功耗为特色,新传感器适用于智能手机、运动型手表等便携设备,以及气象观测台、汽车和工业应用。LPS331AP已被三星(Samsung)最新、最先进的智能手机所采用。

意法半导体执行副总裁兼模拟、MEMS及传感器产品事业部总经理Benedetto Vigna表示:“自掀起MEMS消费化浪潮以来,我们研制了能够检测重力、加速度、角速率和地磁场的传感器,这些传感器帮助智能消费电子产品检测运动并做出相应的响应。现在我们推出的气压检测传感器,可帮助消费电子产品确定人或物体的位置是在上升还是下降。”

LPS331AP压力传感器采用意法半导体独有的“VENSENS”制造工艺,可把压力传感器与其它电路制造在同一颗芯片上,无需晶片与晶片之间的键合,可最大限度地提升测量可靠性。LPS331AP内的传感单元是在气腔上覆盖弹性硅薄膜,开口间隙可以控制,气腔内部压力已提前设定。新产品的薄膜比传统的硅微加薄膜小很多,内置机械停止器用于防止薄膜断裂。压敏电阻器(piezoresistor)是嵌入在薄膜内的微型结构,当薄膜因外部压力变化而弯曲时,压敏电阻器将发生变化。经过温度补偿,被检测到的压敏电阻变化可转换成数字压力数据,由主处理器通过工业标准I2C或 SPI总线读取。

LPS331AP主要技术特性

高分辨率、低噪传感器,能够检测高度在厘米级的变化: 意法半导体独有的VENSENS工艺具有很强的突发事件防护能力,是全量程的20倍; 输出数据速率在1至125Hz可选范围内; 低功耗:低分辨模式高5.5µA;高分辨率模式30 µA: 电源电压:1.71至3.6 V: -40 °C至+85 °C宽温度范围: 集成温度传感器和温度修正电路; 出厂校准温度和压力,无需客户二次校准; 3x3x1mm塑料焊盘网格阵列封装(HCLGA-16L)封装,封装上面的孔使外部气压能够到达传感单元LPS331AP现已量产。为支持融入设计、缩短上市时间,意法半导体还提供样片和评估工具,包括主板(STEVAL-MKI109V2)和插入模块STEVALMKI120V1适配器,其中包括LPS331AP压力传感器。

[1] IHS iSuppli:MEMS Competitive Analysis 2012

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