机器用纳米传感器

纳米传感技术有助于使控制回路的机器传感部分(感测、测量、驱动和重复)更小、更可靠，从而提高制造效率和效果。纳米技术不断被发现并应用于广泛的应用领域，越来越小的传感元件已经在工业机器中找到了一席之地，其中包括硅基压力传感器，位置和运动传感器，甚至阀门和变送器。[注:“纳米”一词有些随意。纳米PLC(可编程逻辑控制器)虽然比传统的PLC小，但在纳米尺度上测量起来很麻烦:1纳米= 10亿分之一米;有2440万纳米/英寸。

制造商Baolab宣布，到2012年2月底，其“纳米ems”技术的评估套件将可用，有望改进和缩小未来的传感器和通信技术。Baolab Microsystems 3D NanoCompass是一种电子三轴微型机电系统(MEMS)，将纳米级结构整合到大批量生产的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶圆的标准金属结构中。

Baolab首席执行官Dave Doyle在1月12日的一份声明中表示，从实验室到工厂的转变表明该公司的技术“可靠、可扩展、可重复”。这是我们的客户一直在等待的关键阶段。”NanoEMS工艺使得将MEMS传感器与微控制器和相关电子设备集成在同一块CMOS生产线的同一芯片上变得更加容易和更具成本效益。这是一个突破，将使大批量的消费电子产品具有智能传感器，满足对更智能、更敏感的设备日益增长的需求。”Doyle说。而正在迅速利用消费电子趋势的工业产品将受益于纳米传感器技术的发展。具体来说，MEMS运动传感器将受益，Baolab NanoEMS结构也可以很容易地集成到射频天线、射频开关和近场通信应用的asic中，包括:

• 振动天线克服了经典(静态)天线的局限性，如紧凑型超指令/超分辨率天线/镜头，这些天线需要移相器和增益，其精度目前尚不现实。振动天线使这些与移动电信和互联网的空间复用通信一起成为可能。
• 热磁射频开关和天线:利用镍的低居里温度，可以制造射频开关、滤波器和可重构天线。这创造了一种新型的可重构、可靠的RF MEMS组件，因为没有移动部件，实现了令人信服的RF规格、低功耗和低成本，这要归功于CMOS处理。
• 模态开关:该拓扑结构采用低成本、低电阻率CMOS基板，可实现具有低电容比和高隔离的RF开关的引人注目的规格。其原理是基于在传输线中传输不同传输模式的功率，使用可重构的MEMS负载来平衡和不平衡线路。
• 集成无源，包括电感，变压器，电容器:集成电感具有螺旋形状的典型片外电感提供更低的损耗(更高的Q)和更小的寄生电容(更高的谐振频率)。也可以创建任何绕组比的变压器。
• 用于低频应用的集成电容器，特别是功率，其中使用正切电容而不是使用割线电容的传统方法。当电容器用于电压调节器时，只有一小部分存储在电容器中的电荷通常用于调节电压。这种电容器允许更高百分比的存储电荷用于调节电压，这使得实现更小的集成滤波器和调节器成为可能，具有优越的性能。
• RF滤波器:CMOS处理的小特征尺寸使得实现手机通信所需的GHz频段的RF MEMS滤波器成为可能，并显着增加机电耦合。目前的MEMS射频机械滤波器存在机电耦合非常低的问题，这意味着低灵敏度;他们试图通过使用非常高的电压来抵消这一点，但收效甚微。
• 电源转换器:集成电荷泵和电源将降低成本，更紧凑和高效。

——Mark T. Hoske，内容经理控制工程，可透过电邮联络mhoske@cfemedia.com．

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