村田亮相高交会电子展，重点推介MEMS传感器应用
扫描二维码
随时随地手机看文章
MEMS传感器应用 src="/21ic_image/21icimage/zb-images/108/20131120_1.4_murata-1.jpg"> 展会直击：村田顽童换“新家”
往年都是单纯的展示村田“顽童、婉童”上的智能传感器技术，今年的村田展台结合了智能家居的应用，展示了村田在物联网领域的无线传输（Zigbee）和传感器技术。
这里展示的是医疗领域的BCG心脏检测设备，这个设备里面采用了一种加速度传感器，在集成MCU里搭载可处理加速度传感器信号的FE、十进制计算方式。
心脏在跳动的过程中，血液会往下流动，产生一个往下的压力和往上的反作用力。这个加速度传感器可以感受这两种力对皮肤带来的机械振动，通过对机械信号的软件分析，可以看到用户心跳、泵血方面的状况。
这种产品取代了传统的需要许多连线的设备，通过身体间接碰触（皮肤振动）就可以做心脏冲击扫描。具体应用比如说在一些养老院的老人，通过这个设备可以随时检测这些老人的睡眠状态，不需要再做复杂的检测。
在现场演示中，一位参展观众将手放到搭载MEMS模块的椅背上，旁边屏幕上的曲线显示她的心脏振动频率。
村田技术市场部高级市场工程师何申靖表示，这种产品目前还不太适合做可穿戴设备。一个原因是这种MEMS模块采用的是单轴的传感器，而可穿戴设备大多采用九轴传感器。九轴传感器由于算法问题往往达不到这个精度（千分之一精度）。另一个原因是这种MEMS模块的尺寸太大，对于信号处理的要求也较高，因此目前主要还是应用于医疗、保健领域。
这里进行的是针对汽车领域的加速度传感器演示DEMO。用户站在地上的圆盘上，可以检测用户微小的身体变化。何申靖表示，这种产品结合1轴陀螺仪和3轴加速度传感器，主要应用包括在汽车的ROV（翻滚检测传感器）、ARC（防倾翻控制系统）、ESC（防滑制动控制系统）等多个领域。
何申靖介绍，汽车级的传感器与消费电子应用的传感器有很多区别，比如汽车产品需要通过汽车类的认证，对平衡度、稳定性都有要求。他同时表示，目前做汽车ESC传感器这一块，最大的两家公司就是村田和博世，几乎大部分的中高端汽车都会用到村田的产品。他同时表示，汽车电子传感器目前比较稳定，本身的技术发展已经非常成熟了，一个项目做出来可以管5年、10年，所以未来产品变化不会特别大。
这里展示的村田RFID标签模块MAGIC STRAP，同时也是世界最小的UHF频带RFID标签。3.2*1.6*0.5mm的电子标签，它可以直接焊在PCB板上。现在工厂对于PCB板的追踪和管理比较困难，通常的做法是采用二维码和纸质标签，用电子标签、二维码标签可以人手贴，用普通的二维码机器可能也要花钱，读写也不够方便。采用RFID可以迅速的读取和追踪，通过读写器就可以不断的读取数据。所以这种RFID标签非常适合工厂及产品追踪，可以把整个PCB板作为标签。
MAGIC STRAP的特点在于生产制造方面没有任何新的要求，客户采用普通的SMT机器可以在PCB板上直接将电子标签当成电子元器件打上去，不需要增加制造成本。村田工作人员介绍，村田的客户思科下属的一家EMS公司公告，用了MAGIC STRAP电子标签后，其生产线效率提升了80%。所以这个在生产线追踪、流程方面全部实现了自动化。除了思科，包括施耐德电气也采用了该产品，这个产品价格大概在2~3元（RMB），其目标市场主要是针对一些高端市场对于成本不太敏感。
[!--empirenews.page--]
除了PCB板，村田还提供一种技术可以把RFID标签直接打入金属中，具体应用比如手术刀这种产品，可以直接通过RFID来读取，并且防水防油。（不过金属读写距离会近一点，同时带软件加密）
村田是做电容器起家的，这里展示的是薄膜型高频贴片电容、电感、磁珠。除了传统的0603、0201、01005尺寸外，村田还展示了一款008004尺寸的电容（0.25*0.125mm），这个尺寸是目前全球最小的电容，同时也是村田向EIA国际行业标准申请的一种叫法。008004由于其微型化，未来将广泛应用在芯片、摄像模块、可穿戴设备、医疗终端中，目前已提供样品，将在2014年初提供量产。
村田电容器产品技术部主管黄国发介绍，未来电容产品除了尺寸越来越小型化外，还需要提供一整套的解决方案（整体基板的小型化）。以前的产品可能要用100颗电容，但村田提供的解决方案就可以用50颗电容来代替。在整体基板小型化的过程中，如何保持产品的可靠性呢？黄国发表示，主要是在技术上进行升级，比如以前采用微米的技术，现在则采用纳米的技术。想象一下小杯子里有多少颗电容?
在移动终端区，现场展示了最适于新一代智能手机、平板电脑的输入设备、射频元件以及电容产品。其中最值得一提的是使用了村田的表面贴装型超声波传感器的平板电脑。在这个区域，村田的技术工程师为参观者讲解了SMD超声波传感器，在不用接触面板，可辨识多种3D手势动作。该技术利用了多枚超声波传感器，实现非接触式操作，可并且以检测到各个方位手势指令。与其他产品相比、利用了超声波传感器的手机或者平板电脑更见长于3D动作的检测，不仅能辨识与面板平行的动作，更能检测到与面板垂直方向的动作，将为智能手机和平板电脑等设备带来更加不同的崭新操作体验。
该区域的另一大亮点是村田的NFC antenna,利用了村田独有的NFC技术，成功解决金属外壳磁场耦合难题，实现小型化同时能够应用于金属外壳的村田NFC天线。
相关链接：村田MEMS传感器的几大方向
今年村田展示的重点仍然是MEMS传感器，在医疗、汽车、工业、农业等细分领域都可以应用到。笔者简单总结了今年村田在“第八届国际被动元件技术与市场发展论坛上”介绍的几大方向。
汽车主动安全
在国内汽车领域里，“汽车主动安全”是一个全新的概念。通常来说，汽车中内置的安全防护系统主要在事故发生之后才会发生反应，最典型的莫过于“安全气囊”，这也就是“汽车被动安全”。而主动安全则是在事故发生之前，提前对可能引起安全隐患的问题给出预警或者预防措施。以村田应用于汽车自动启停系统中的高性能 “倾角传感器”举例，自动启停系统要求必须能够智能识别车辆何时停止，并在道路倾斜时能控制制动力从而使车静止不滑动，此应用程序的关键在于偏移量的稳定性和温度的依赖性。尤其是偏移量的稳定性是至关重要的。如果偏移量在某个时间点发生了变化，系统就不能准确地检测道路的角度，也就无法通过过度制动来补偿，这会导致制动系统的过早磨损。村田的高性能传感器对温度和时间变化有着极小的偏置特性，它可以检测到2度的倾斜角，不论是温度发生了变化还是车辆的寿命发生了变化，都可以确保测定的精准。除此以外，村田在汽车主动安全领域还有在车辆行驶中保证车辆安全的加速度传感器、防止翻车的陀螺仪传感器，以及它们的组合传感器，据村田介绍，日后还会加入压力传感器，它可应用在胎压的检测上。村田想通过这种主动的方式去感知环境，从而达到保护驾驶员生命安全的目的。
MEMS传感器在汽车领域的应用
精准工业和农业
MEMS传感器向来被认为具有着小型化、高精度，高可靠性的特点，它可通过采集μm级的变化来确定加速度、倾角或各种数据环境的变化。这个特性也保证了MEMS传感器在精准工业和农业领域的发展中占据了一席之地。
在工业领域，MEMS传感器的运用不仅体现在建筑工具及系统、重型机械和天线稳定等方面，由于具有杰出的抗震性能，能够抵抗高达20000G的重力，因此在地震预测，桥梁倒塌等事故的预测中，村田的MEMS传感器一样可以发挥至关重要的作用。例如铁塔底下放置传感器后，即可得知在某个支撑点范围下铁塔是安全的，超过这个范围就会产生安全隐患。又例如MEMS传感器在煤矿的运用，可利用地下支撑脚的控制，来减小塌方的可能性。
而在精准农业的定义之下，高尖端的MEMS技术需要解决耕地面积逐渐减少，产量需求却逐步增大的难题。村田的农业解决方案提供高达10厘米精度和自动化控制的优势，最大限度地降低养殖成本，并最大限度地提高产量。未来的农业也会是个不同的景象：在插秧的设备上搭载MEMS传感器，它可以做到同角度高准确的种植，在同样的投入下收获更高的产量。 [!--empirenews.page--]
MEMS在工业领域的应用
智能医疗及主动预防新概念
如果说在工业和农业领域，MEMS传感器体现的是任何条件下，对于精、准的高要求。那到了智能医疗领域，村田坚实的MEMS设计和制造技术，造就了体积小，功耗低的性能，这使村田在内置式医疗领域占有绝对的世界领先地位。
事实上，MEMS在医疗电子方面的应用十分有吸引力，可用于微流体系统、微型胰岛素泵、动脉瘤压力传感器、等微型器件的设计制造，同样，当全球人口老龄化趋势日趋明显的今天，MEMS技术已为糖尿病、心血管等疾病保健问题，提供十分有效的解决方案。毋庸置疑的是，医疗领域对于MEMS传感器而言，是一个巨大的新兴应用市场，但是同时也是极具挑战的领域，主要体现在性能，功耗，可靠性，品质以及成本等方面。因此，村田把医疗作为主要的应用市场进行市场推广，并通过在功耗方面不断的精益求精，研发出如心脏起搏器领域应用的加速度传感器元件，功耗仅为纳安级。
“主动安全检测”是村田在医疗领域不得不提的一个主张。突发性疾病，如心脏病，往往给治疗带来了被动性，即使是在病房里，从病情发生到处理，这之间的滞后性也可能随时为生命安全直接造成威胁。因此，在临床上，我们更需要提前对各种突发性的疾病进行早起预防。例如借助心脏冲击扫描：村田高精度的MEMS加速度传感器，可通过感知人体的心跳引起的机械振动为医生快速精确地提供患者的心率,每博输出量,呼吸率,心率变异性等指标。这针对心脏瓣膜病,冠心病等的早期检测，能提供重要的参考数据。再比如高风险的植入式心脏起搏器的应用，通过村田独有的3D传感器技术，实现了对于患者人体运动状态的检测并动态调整搏动输出量。换言之，传统的心脏起搏器，通过每分钟固定输出一个搏动量来支持心脏病患者的心脏搏动需求。但通过村田的MEMS加速度传感器，可以感知患者的不同运动状态诸如奔跑，上下楼梯，睡眠，下蹲等，进而根据这些运动状态所需要的心脏搏动能力，动态调整每分钟的输出量。此外，村田还有能够在手术以及治疗过程中更灵活方便地调节角度变化以及捕捉动态影像的倾角传感器，以及用于眼压监测、脑压监测等领域的元器件。
电子展，重点推介MEMS传感器应用 src="/21ic_image/21icimage/zb-images/108/20131120_1.4_murata-16.jpg">
手术台位置调整
从村田成立到今天，经历了多达六十余年的发展，不仅在以陶瓷为材料的被动元器件领域取得了卓越的成绩，如今村田所研发的以微机单晶硅为主要构成的MEMS传感器也被应用于汽车、工业、农业，医疗等各行各业中。同时，随着全球信息数据获取需求愈加旺盛，MEMS传感器本身应用的领域也变得几乎无所不在。中国有着世界上最大的人口基数和新兴的受教育人群，相信未来无论是对于汽车安全还是医疗保健，亦或是通讯及物联网领域，其需求必定是日益高涨的。
下载文档
