此篇關於微型傳感器的綜述中
，我們將介紹三款不同的傳感器，分別展示了如今電子設備尺寸不斷縮小，其內部傳感器不斷向微型化、低功率發展的趨勢。

 

jumaimusizixunbaodao，chuanganqideshijiyingyonglinlinzongzong
，jihufugailequanqiumeigexingye。erqie，suizhewomenkandaode
，xianzaijihusuoyouxingyedouzaichaozhegengxiaoqijianchicundefangxiangfazhan
，suizhierlaidechuanganqichicunyezaisuoxiao。benwenzhong
，womenjiangjieshaosankuanweixingchuanganqijiqishijiyingyongdeanli。

 

博世BMA400加速度計：可穿戴應用

 

BMA400是一款12位加速度計，尺寸僅為2mm x 2mm x 0.95 mm。憑借低噪聲性能，BMA400在睡眠模式下（800nA）功耗極低
，同時能夠在25Hz到800Hz之間的用戶可選範圍內輸出數據。

 

結合這些規格，你會得到什麼？一款非常適合移動和可穿戴設備的加速度計。

 

博世用於可穿戴設備的加速度計BMA400

 

該加速度計能夠測量X
、Y、Z軸上的加速度，偏移量為±80mg，測量範圍為±2g
、±4g、±8g和±16g，溫度係數為±1mg/K。同時，BMA400還具有許多內置功能，包括活動識別（跑步

、步行等）

、活動變化、方向、點擊/雙擊、兩個通用中斷控製器和1kB FIFO緩衝器。BMA400同時兼具SPI和I2C串行接口
，工作電壓介於1.7V至3.6V之間，具有低功耗性能、微型12引腳LGA封裝和許多嵌入式功能，非常適合物聯網和移動設備。

 

BMA400憑借其低電量消耗

、嵌入式即插即用的計步與活動識別功能，大大延長了可穿戴設備（如智能腕表和健身記錄儀）dedianchishouming。takezaijiancedaoyundongshizidonghuanxing
，bingzaiyundongjieshuhoufanhuishuimianmoshi，congerbimianhuanxingzhuyingyongchengxuchuliqi。gaigongnengkexianzhujiangdidianliangxiaohao，yanchangchongdianjiange。

 

對智能家居中的室內氣候係統和安全係統等物聯網應用來說，BMA400的連續測量功能和始終明確的帶寬使其成為物聯網應用（如室內氣候環境係統和智能家居安全係統）無障礙使用的理想選擇。例如

，它可以區分如碎玻璃之類的真實警報和隨機振動產生的虛假信號，從而避免誤報。

 

BMA400獲得了2018年消費電子展（CES）技術創新獎。因為其超低功耗，房主無需經常更換電池，非常適合家庭使用。

 

BMA400應用場景及優勢示意圖

 

工程師在選用加速度計時需要在低功耗和高性能之間做出取舍。現在，BMA400將超低功耗與卓越性能進行了完美結合。其內置計步器僅耗電4μA。總的來說，BMA400所需耗電量僅為當前市麵上加速度計的十分之一。

 

通過其內置的電壓調節器，BMA400能在寬電源電壓範圍內提供穩定的性能
，並實現對功耗
、噪音和輸出數據速率（ODR）參數的靈活微調。在180μg/√Hz噪聲密度中連續測量
，BMA400的耗電量最佳值約為14μA。

 

尺寸僅為2.0 x 2.0 x 0.95mm的小巧體積與集成即插即用計步器使BMA400可輕鬆集成於新型可穿戴設備之中
，如普通腕表和珠寶。

 

來自Nanoz的“全球最小”氣體傳感器

 

說到氣體傳感器，Nanoz以生產全球最小氣體傳感器而著名，其生產的氣體傳感器尺寸僅為1.8mm x 1.8mm


，厚度隻有0.45mm。

 

基於金屬氧化物製備技術
，其傳感器不僅尺寸非常小，而且能夠檢測多種氣體，包括但不限於CO2、CO、CH4、BTEX和NO2等。

 

Nanoz聲稱，氣體傳感器是目前市場上能耗最低、工作時間內最穩定
、製造成本最低的金屬氧化物器件。這些特性使得Nanoz傳感器尤其適用於大規模開發的移動和物聯網（IoT）應用，而這些應用可以讓用戶通過智能手機更好地監控他們周圍的日常環境。

 

Nanoz的全球最小氣體傳感器尺寸為1.8mm x 1.8mm x 0.45mm

 

雖sui然ran這zhe種zhong傳chuan感gan器qi集ji成cheng技ji術shu對dui於yu工gong業ye應ying用yong中zhong的de工gong程cheng師shi和he工gong人ren來lai說shuo具ju有you顯xian著zhu優you勢shi，但dan是shi如ru果guo將jiang此ci傳chuan感gan器qi安an裝zhuang到dao人ren們men日ri常chang使shi用yong的de智zhi能neng手shou機ji中zhong，相xiang信xin將jiang會hui對dui個ge人ren安an全quan產chan生sheng顛dian覆fu性xing的de改gai變bian。如ru果guo主zhu探tan測ce器qi出chu現xian故gu障zhang
，用yong戶hu則ze可ke以yi使shi用yong他ta們men的de智zhi能neng手shou機ji作zuo為wei備bei用yong煙yan霧wu探tan測ce器qi
，或huo者zhe作zuo為wei氣qi體ti泄xie漏lou的de便bian攜xie式shi報bao警jing裝zhuang置zhi。

 

來自IBM的指甲傳感器

 

雖然如今許多傳感器的尺寸已經小型化（比如矽基材料器件遵循的摩爾定律），但是其它傳感器，比如IBM研究人員研發的指甲傳感器（fingernail sensor），已開始利用人工智能（AI）和無線技術通過可穿戴設備（比如Apple Watch）來處理傳感器讀數。

 

指尖握力的強弱對於帕金森等疾病來說是比較實用的指標，而此類疾病也是IBM的主要研究領域，經過進一步的研究
，IBM意(yi)識(shi)到(dao)指(zhi)尖(jian)握(wo)力(li)強(qiang)度(du)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)其(qi)它(ta)測(ce)量(liang)，包(bao)括(kuo)心(xin)髒(zang)健(jian)康(kang)和(he)認(ren)知(zhi)能(neng)力(li)。為(wei)了(le)測(ce)量(liang)指(zhi)尖(jian)的(de)強(qiang)度(du)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)先(xian)將(jiang)小(xiao)型(xing)應(ying)變(bian)儀(yi)連(lian)接(jie)到(dao)手(shou)指(zhi)的(de)指(zhi)甲(jia)上(shang)，然(ran)後(hou)應(ying)變(bian)儀(yi)的(de)讀(du)數(shu)就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)到(dao)蘋(ping)果(guo)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)端(duan)，最(zui)後(hou)AI軟件再從手表端處理數據以確定相關性。

 

指甲上的傳感器可以檢測手指活動

 

據IBM稱，在皮膚上安裝電子設備
，其最大障礙是粘附性差（出chu於yu多duo種zhong原yuan因yin
，將jiang傳chuan感gan器qi黏nian附fu在zai皮pi膚fu上shang是shi不bu合he適shi的de。例li如ru，一yi般ban需xu要yao進jin行xing握wo力li監jian測ce的de對dui象xiang通tong常chang為wei老lao年nian人ren，他ta們men的de皮pi膚fu狀zhuang態tai都dou比bi較jiao脆cui弱ruo，使shi用yong傳chuan感gan器qi有you時shi會hui引yin發fa皮pi膚fu感gan染ran等deng問wen題ti），但(dan)是(shi)使(shi)用(yong)指(zhi)甲(jia)傳(chuan)感(gan)器(qi)則(ze)可(ke)以(yi)克(ke)服(fu)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)。與(yu)皮(pi)膚(fu)不(bu)同(tong)
，指(zhi)甲(jia)是(shi)固(gu)體(ti)，通(tong)常(chang)比(bi)皮(pi)膚(fu)結(jie)實(shi)得(de)多(duo)
，也(ye)不(bu)會(hui)四(si)處(chu)移(yi)動(dong)，而(er)且(qie)由(you)於(yu)指(zhi)甲(jia)不(bu)會(hui)脫(tuo)落(luo)
，也(ye)不(bu)會(hui)長(chang)得(de)太(tai)快(kuai)
，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)更(geng)持(chi)久(jiu)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。用(yong)指(zhi)甲(jia)代(dai)替(ti)皮(pi)膚(fu)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是(shi)，像(xiang)帕(pa)金(jin)森(sen)這(zhe)樣(yang)的(de)疾(ji)病(bing)幾(ji)乎(hu)都(dou)是(shi)出(chu)現(xian)在(zai)老(lao)年(nian)人(ren)身(shen)上(shang)，而(er)他(ta)們(men)的(de)皮(pi)膚(fu)狀(zhuang)態(tai)都(dou)比(bi)較(jiao)脆(cui)弱(ruo)
，無(wu)法(fa)可(ke)靠(kao)安(an)裝(zhuang)傳(chuan)感(gan)器(qi)。人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)使(shi)用(yong)使(shi)得(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)記(ji)錄(lu)信(xin)息(xi)，還(hai)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)傳(chuan)感(gan)器(qi)佩(pei)戴(dai)者(zhe)的(de)個(ge)人(ren)環(huan)境(jing)。通(tong)過(guo)與(yu)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)結(jie)合(he)，傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)可(ke)用(yong)於(yu)有(you)效(xiao)地(di)評(ping)估(gu)帕(pa)金(jin)森(sen)病(bing)的(de)典(dian)型(xing)症(zheng)狀(zhuang)，包(bao)括(kuo)運(yun)動(dong)震(zhen)顫(chan)和(he)遲(chi)緩(huan)。這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)收(shou)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)有(you)助(zhu)於(yu)醫(yi)生(sheng)更(geng)好(hao)地(di)監(jian)測(ce)患(huan)者(zhe)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)，以(yi)便(bian)使(shi)用(yong)新(xin)療(liao)法(fa)或(huo)藥(yao)物(wu)進(jin)行(xing)治(zhi)療(liao)。同(tong)時(shi)，這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)也(ye)為(wei)使(shi)用(yong)指(zhi)尖(jian)結(jie)構(gou)作(zuo)為(wei)模(mo)型(xing)的(de)新(xin)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)了(le)靈(ling)感(gan)。

 

年複一年
，生產“最小的XX傳感器”的願景在各個元器件之間傳遞。製造商們也在不斷研究新的半導體材料
、封裝和編程環境，以使傳感器越來越小，從而適應行業趨勢。

 

 

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