加速度傳感器的應(yīng)用現(xiàn)今，加速度傳感器可用于對動車組的失穩(wěn)、車廂舒適度和走行部件健康狀態(tài)進(jìn)行檢測，廣泛應(yīng)用于軌道交通系統(tǒng)。

傳感網(wǎng)絡(luò)

私信關(guān)注評論點贊收藏423　　目前，我國高鐵產(chǎn)業(yè)需要大量傳感器，一列8編組動車組需要上千傳感器，實時采集與監(jiān)測車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)。據(jù)預(yù)測，到2020年，中國高鐵里程將新增5000公里，達(dá)3萬公里，而且還將提升智能化水平。這意味著對加速度、角度和溫度等傳感器的巨大需求。

加速度傳感器已廣泛應(yīng)用于高鐵產(chǎn)業(yè)

據(jù)國內(nèi)消息，2019年，“復(fù)興號”智能版列車將上線運行，在世界上首次實現(xiàn)時速350公里自動駕駛。作為能夠測量加速度的傳感器，加速度傳感器通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成?，F(xiàn)今，加速度傳感器可用于對動車組的失穩(wěn)、車廂舒適度和走行部件健康狀態(tài)進(jìn)行檢測，廣泛應(yīng)用于軌道交通系統(tǒng)。

一般而言，要保證動車組高速平穩(wěn)行駛，首先要由加速度傳感器對來自X(軸)、Y(徑)和Z(垂)向的應(yīng)力進(jìn)行實時監(jiān)測，并將電信號傳輸給列車指揮系統(tǒng)。加速度敏感器件負(fù)責(zé)完成電信號的傳輸，是高端加速度傳感器中的核心部件。

加速度敏感器件國貨難尋

由于我國傳感器產(chǎn)業(yè)長期處于產(chǎn)業(yè)鏈中下游，加速度敏感器件進(jìn)口率達(dá)80%以上。

加速度敏感器件屬高端芯片，多采用MEMS工藝制造。MEMS是一門綜合學(xué)科，涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、原子、表面等物理學(xué)的各分支，乃至化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和儀器等各領(lǐng)域，學(xué)科交叉很強，研究難度很大。相比傳統(tǒng)的厘米級機械器件，MEMS器件尺寸非常微小，長度從1毫米到1微米，而一根頭發(fā)絲的直徑大約是50微米。

為保障高鐵的故障率僅允許的百萬分之一，高可靠性的敏感元器件，是加速度傳感器集成商的必然選擇。

相比之下，國內(nèi)規(guī)模最大、專做MEMS的企業(yè)美新，目前能形成量產(chǎn)的還是兩軸產(chǎn)品，僅能測量X、Y向。MEMS傳感器品類眾多，以萬為單位，且不同MEMS傳感器之間參量較多，消費類加速度敏感器件，不能直接應(yīng)用于高速軌道交通行業(yè)，需要進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計。這種行業(yè)特性，要求企業(yè)在前期研發(fā)上必須投入巨資。一般而言，月產(chǎn)千萬只，才能保證MEMS傳感器市場盈虧平衡。根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)都遠(yuǎn)低于這一規(guī)模。

MEMS加速度傳感器國產(chǎn)化事不宜遲

有專家認(rèn)為，起步晚、研發(fā)和材料工藝落后、資金和人才嚴(yán)重匱乏，以及產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)等，都是國內(nèi)MEMS行業(yè)發(fā)展滯緩的重要因素。

而且目前國產(chǎn)軌道交通裝備傳感器尚屬二代產(chǎn)品，仍以模擬量傳輸為主，易受干擾，同時在惡劣條件下發(fā)生故障后，尚無法實現(xiàn)自診斷，不具備自愈能力。MEMS工藝就是要實現(xiàn)信號輸出從模擬改為數(shù)字，具備自校正、自診斷、自判斷和自愈能力。

目前，我國MEMS加速度傳感器國產(chǎn)化替代正緊鑼密鼓。相關(guān)科研院所已突破高精度SOI工藝加工、圓片級可調(diào)阻尼封裝、低功耗ASIC專用集成電路等關(guān)鍵技術(shù)。