MEMS压力传感器在家电液位测量应用中有哪些优势

发布时间：2022年03月31日 15时07分54秒

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　　液位传感器在家用电器中最典型的应用就是用来监测洗衣机的水位。传统洗衣机采用机械结构的液位传感器，其原理是利用LC振荡实现测量，气压的变化对应到膜片的形变，膜片形变会带动顶芯在弹簧上产生位移，最终输出的是频率信号。洗衣机上传统机械结构液位传感器的输出，一般是十几k到二十几kHz的变化量。MEMS液位传感器与传统机械式传感器在设计上的区别，主要是将检测头结构做了小型化，并集成校准补偿的信号调理电路，感应头从宏观尺度上橡胶模的感应，变成微观尺度上MEMS硅膜片的变化。本质上，MEMS测液位原理和久经考验的传统液位传感器一样，将液位的变化转换为气压的变化并进行测量，因此MEMS液位传感器原理非常成熟，不存在原理性风险，能够满足家电行业规模应用对新技术原理审慎要求。

　　相对于传统机械式液位传感器，MEMS数字调理输出传感器的优势主要体现在以下方面：

　　首先，传统方案生产加工环节复杂，BOM零部件数量也比较多，安装复杂，组装好以后要对磁芯、电容等做匹配，装配以后如果有频偏，还需要二次调零，所以对装配、安装位置及角度都有要求，因此在整机装配时有非常大的限制。但高洪连也表示，因为历史悠久，所以机械式传感器全产业链比较成熟，行业配套已经高度标准化，已经为家电厂商所接受，使用存在惯性。

　　而MEMS方案采用芯片生产的逻辑，可以批量化生产和交付。校准标定过程都在芯片厂家完成，输出方式也更灵活，除了兼容传统频率输出，纳芯微相应产品还提供数字输出、模拟输出等选择。通过对比可以看出，MEMS方案不仅在性能与技术上有大幅提升，在拥有成本(TCO)的基础上也颇具优势。

　　WF5803C-1Bar全量程精度偏差实测结果在2毫米以内，机械式传感器在中间水位可以做到5毫米左右测量误差，而高水位和低水位测量误差都会加大，大约在15毫米左右。与同类MEMS气压式水位传感器芯片相比，WF5803C-1Bar实测全温区精度也显著优于美国、日本等同类公司产品。

　　在装配与输出特性上，伟烽恒系列产品也做了针对性优化。伟烽恒产品采用标准5mm直径气管，气管结合的长度有10mm，可以保证装配后能有更好的拉拔力效果。该产品为DIP封装，便于在PCB或模组里面直接安装。此外，很多洗衣机主控板上会涂三防漆，纳芯微产品在设计时也考虑到这一点，可以满足加工时后道涂漆工艺的要求。在输出上，纳芯微产品支持厂商目前需要的所有特性，包括模拟输出、I2C数字输出,以及兼容传统的机械方案的频率输出。

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