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查看用于環(huán)境傳感和生物識(shí)別監(jiān)測(cè)應(yīng)用的三個(gè)微型傳感器。

在這篇微型傳感器綜述中，我們將研究三種不同的傳感器，這些傳感器展示了在電子設(shè)備尺寸不斷縮小的世界中，不斷推動(dòng)小型、低功耗傳感器的發(fā)展。

傳感器有許多實(shí)際應(yīng)用，幾乎涵蓋了陽光下的每個(gè)行業(yè)。而且，隨著我們看到幾乎每個(gè)行業(yè)都在推動(dòng)更小的設(shè)備外形，傳感器的尺寸也在縮小。在本文中，我們將研究三個(gè)令人難以置信的小型傳感器示例及其實(shí)際應(yīng)用。

IBM 指甲傳感器

雖然許多傳感器的結(jié)構(gòu)都已小型化（例如在硅片中使用減小的特征尺寸），但其他傳感器（例如IBM 的研究人員設(shè)計(jì)的這種指甲傳感器）已經(jīng)利用人工智能和無線技術(shù)來使用可穿戴設(shè)備（例如 Apple智能手表）來處理傳感器讀數(shù)。

指尖握力是衡量帕金森氏癥等疾病的良好指標(biāo)，這是 IBM 的主要目標(biāo)，但經(jīng)過進(jìn)一步研究，IBM 也認(rèn)識(shí)到指尖力量可用于其他措施，包括心臟健康和認(rèn)知能力。為了測(cè)量指尖強(qiáng)度，將小應(yīng)變計(jì)連接到手指的指甲上，應(yīng)變計(jì)的讀數(shù)無線傳輸?shù)?Apple 智能手表，然后人工智能軟件處理數(shù)據(jù)以確定相關(guān)性。

圖片由 IBM 提供

據(jù) IBM 稱，安裝在皮膚上的電子產(chǎn)品的一個(gè)障礙是依從性（由于多種原因，將傳感器強(qiáng)力粘合到皮膚上并不是一種合適的方法），但使用指甲可以克服這些問題。與皮膚不同，指甲是實(shí)心的，通常比皮膚堅(jiān)固得多，不會(huì)四處移動(dòng)，并且由于指甲不會(huì)脫落也不會(huì)生長(zhǎng)太快，因此可以提供更持久的解決方案。使用指甲代替皮膚的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，帕金森病等疾病幾乎總是發(fā)生在老年人身上，他們的皮膚太脆弱，無法可靠地安裝傳感器。人工智能的使用使傳感器不僅可以記錄信息，還可以識(shí)別佩戴傳感器的個(gè)人的環(huán)境。當(dāng)與人工智能結(jié)合時(shí)，傳感器數(shù)據(jù)可用于尋找指甲缺陷的微小變化，其中可能包括不自主運(yùn)動(dòng)以及力量的逐漸減弱。

Nanoz 的“世界上最小的”氣體傳感器

說到氣體傳感器，Nanoz 絕對(duì)是世界上最小的氣體傳感器，尺寸僅為 1.8mm x 1.8mm，高度僅為 0.45mm。

該傳感器基于金屬氧化物技術(shù)，不僅非常小，而且能夠檢測(cè)多種氣體，包括但不限于 CO2、CO、CH4、BTEX 和 NO2。

Nanoz 聲稱該氣體傳感器是市場(chǎng)上耗能最少、時(shí)間最可靠、制造成本最低的金屬氧化物設(shè)備。這些特性使 Nanoz 傳感器適用于大規(guī)模生產(chǎn)的移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，讓日常用戶能夠使用智能手機(jī)更好地監(jiān)控周圍環(huán)境。

圖片由Nanoz 提供

雖然傳感器技術(shù)的這種集成對(duì)工業(yè)應(yīng)用中的工程師和工人具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但將此類傳感器集成到日常智能手機(jī)中的行為可能會(huì)改變?nèi)松戆踩�的游戲�?guī)則。如果主探測(cè)器出現(xiàn)故障，用戶可以將他們的智能手機(jī)用作備用煙霧探測(cè)器，或者用作氣體泄漏的便攜式警告設(shè)備。

用于可穿戴應(yīng)用的小型 BMA400 加速度計(jì)

BMA400 是一款12 位加速度計(jì)，采用微型IC 封裝，尺寸僅為 2mm x 2mm x 0.95mm。憑借低噪聲功能，BMA400 在睡眠模式 (800nA) 下消耗極低的功率，同時(shí)能夠在 25Hz 到 800Hz 之間的用戶可選范圍內(nèi)輸出數(shù)據(jù)。

結(jié)合這些規(guī)格，你會(huì)得到什么？非常適合移動(dòng)和可穿戴設(shè)備的加速度計(jì)。

圖片由 博世提供

加速度計(jì)能夠測(cè)量三個(gè)不同平面的加速度，偏移量為±80mg，測(cè)量范圍為±2g、±4g、±8g和±16g，溫度系數(shù)為±1mg/K。BMA400 還具有許多內(nèi)置功能，包括活動(dòng)識(shí)別（跑步、步行等）、活動(dòng)變化、方向、點(diǎn)擊/雙擊、兩個(gè)通用中斷和一個(gè) 1kB FIFO 緩沖區(qū)。BMA400 具有 SPI 和 I2C 接口以及介于 1.7V 和 3.6V 之間的工作電壓，其低功耗性能、微型 12 引腳 LGA 封裝和許多嵌入式功能非常適用于物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)應(yīng)用。

年復(fù)一年，“最小的 [x] 傳感器”的壁爐架從一個(gè)組件傳遞到另一個(gè)組件。制造商不斷研究新的半導(dǎo)體材料、封裝和編程環(huán)境，使傳感器越來越小，以適應(yīng)行業(yè)趨勢(shì)。您是否正在從事需要小型傳感器的項(xiàng)目您對(duì)空間受限的設(shè)計(jì)有何經(jīng)驗(yàn)？在下面的評(píng)論中分享您對(duì)縮小傳感器的想法。