MEMS压力传感器在个人导航中的突破与国产化挑战

基于MEMS（微电子机械系统）的压力传感器是一种先进的个人导航仪的核心组件，它在现代科技中的应用日益广泛。这些传感器的工作原理是利用弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）来捕捉和转换压力变化。弹性敏感元件作为压力感应元件，当外部压力作用时，会使其形变，这一形变被位移敏感元件或应变计转化为电信号，这个电信号则与压力大小成正比。这种设计使得压力传感器能够精确地测量并传输压力数据。 在工业自控领域，如水利水电、铁路交通、智能建筑、航空航天等，压力传感器发挥着关键作用，确保设备运行状态监控和系统安全。例如，船舶的压载舱监控、飞机的压力平衡控制、油气田的井下压力检测，都需要精准的压力数据。常见的压力传感器类型包括电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器以及谐振式压力传感器，其中压阻式传感器因其性价比高和线性特性优良而被广泛应用。 然而，国内在硅电容压力传感器的研发上尚处起步阶段。虽然已有部分国产产品达到一定的精度，比如接近富士公司的产品水平，但在长期稳定性方面存在显著差距。国产压阻式传感器的精度相较于国际先进水平，如0.075%的误差，国内产品通常为0.1%，稳定性较差，温度漂移也较国外产品大。此外，国内产品在规格多样性上不足，特别是在微差压、高差压和高静压规格的覆盖上，无法满足特定行业的特殊需求。 因此，推动基于MEMS压力传感器的个人导航仪国产化面临着技术突破和产品优化的双重挑战。解决国产传感器的精度、稳定性以及规格适应性问题，是提高个人导航仪性能和降低成本的关键。这不仅需要科研机构的持续研发，也需要与国际先进水平的技术交流与合作，以缩小差距，推动整个行业的进步。