MEMS压力传感器分类、原理、市场规模及应用情况如何？

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MEMS压力传感器是一种薄膜元件，受到压力时变形。可以利用应变仪（压阻型感测）来测量这种形变， 也可以通过电容感测两个面之间距离的变化来加以测量。这两种方法都很流行，轮胎压力监测系统使用比 较结实的压阻方法。

常见的压力传感器有三种：压阻式、电容式和压电式。 具有体积小、重量轻、灵敏度高、精度高、动态特性好、耐腐蚀、零位小等优点 。 随着MEMS压力传感器的出现和普及，智能手机中用压力传感器也越来越多，主要用来测量大气压力。测 量大气压的目的，是为了通过不同高度的气压，来计算海拔高度，同GPS定位信号配合，实现更为精确的 三维定位，譬如爬楼高度、爬楼梯级数等都可以检测。 MEMS压力传感器的原理也非常简单，核心结构就是一层薄膜元件，受到压力时变形，形变会导致材料的 电性能（电阻、电容）改变。因此可以利用压阻型应变仪来测量这种形变，进而计算受到的压力。

电容式MEMS压力传感器原理：当受到压力时，上下两个横隔(传感器横隔上部、传 感器下部)之间的间距变化，导致隔板之间的电容变化，据此可以测算出压力大小。

电阻式MEMS压力传感器的工作原理：由一个带有硅薄膜的底座和安装在其上的电阻结构 组成，当外力施加时，电压与压力大小成比例变化产生测量值。

根据Yole Intelligence的统计数据，2021年压力传感器是MEMS传感器中销售额最高的细分市场，也是销售 量第二大的细分市场，仅次于硅麦克风。MEMS压力传感器的市场规模从2018年的14.72亿颗、17.63亿美 元增加至2021年的16.05亿颗、20.04亿美元，预计将于2027年增长至 25.35亿颗、26.24亿美元。

MEMS压力传感器是使用最广泛的 MEMS传感器产品之一，通常应用于智能手机、航空航天、汽车、 生物医药以及工艺控制等领域，按照压力探测方式可以分为压阻式、电容式、谐振传感等，而最为 常用的是压阻式和电容式，因此这两种压力传感器的技术迭代也最为活。

为充分降低微压MEMS传感器中测量的敏感性和线性度之间的矛盾，不断提高微压传感器测量精度， 一种新型的FBBM结构应运而生，该结构包含了 4 个短梁和一个位于中心的方形凸块，通过减少传感 膜结构偏转程度达到进一步降低压力的非线性，并提高了压阻灵敏度，达到了提升微压MEMS传感器 精度的目标。

为满足航空航天领域中在恶劣环境中的无源无线压力传感需求，一种基于蓝宝石的隔膜和结构体 MEMS压力传感结构被提出，在施加压力时，传感器隔膜发生偏转，传感器的电谐振频率因而随压力 隔膜的偏转而改变，实现了将轻微压力转换为电信号的目的，该结构可在 1000℃ 的高温下正常工作， 满足了恶劣环境下压力传感的需求。

压力传感器的下游行业主要是石 油、化工、电力、冶金、机械制 造、国防工业、计量等。  随着全球经济的发展及工业化水 平的提高，各行业对数字压力检 测的需求增长较快；科技水平的 提高以及产品应用领域的扩大等 因素也将催生压力传感器在医疗、 食品、气象、铁路等行业大量使 用。