想要家电更智能？选对传感器很关键！
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近年来，我国家电市场已经趋近饱和。2019年，我国家电市场全渠道销售规模为8032亿元，同比下降2.2%，今年爆发的新型冠状病毒疫情，让家电销售行情雪上加霜。但这并不意味着家电行业前景黯淡，数据显示，2018年我国主要家电产品社会保有量分别是电冰箱4.4亿台、洗衣机4.3亿台、空调5.2亿台、热水器3.7亿台、吸油烟机2.5亿台。有大量已使用超10年的家电仍在运转，换新需求潜力巨大。中国家用电器协会推算，仅2020年度，预计将有1.6亿台家电产品达到安全使用年限。 以智能化为代表的家电行业发展引擎，正在推动家电更新换代频次的提升，家电厂商如能抓住疫情机会合理换挡，推出更有吸引力的新型智能化家电，将有助于在家电换代潮中取得先机。纳芯微电子传感器产品线总监高洪连表示，作为家电智能化的基础构件，传感器采集到的数据是智能化的前提，有了传感器采集来的数据，才有后面的智能化计算与处理。因此，家电智能化的第一步，就是用新型传感器取代传统传感器，以应对家电智能化、小型化（除电池、冰箱以外）与节能化的趋势。 围绕家电发展新趋势，纳芯微开发了多种新型传感器方案，本文将以压力传感器和温度传感器为例，为大家介绍纳芯微传感器产品在家电厂商开发新型智能化家电中的应用情况。
家电液位测量应用中，MEMS压力传感器有哪些优势？
液位传感器在家电上最典型的应用即是洗衣机水位监测。传统洗衣机采用机械结构液位传感器，其原理是采用LC振荡来实现测量，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如下几个方面： 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，在总拥有成本（TCO）上也颇具优势。
图：纳芯微MEMS气压式水位传感器性能参数对比
从具体参数对比来看，在6kPa量程，纳芯微NSP006GD1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，纳芯微NSP006GD1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，纳芯微系列产品也做了针对性优化。纳芯微产品采用标准5.45mm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。
吸尘器用压力传感器为什么要先标定校准？
除了测量液位，压力传感器在吸尘器领域也有非常多的应用场景，例如地面材质感知、尘袋满度感知、滤网堵塞感知及抖尘功能。通过使用纳芯微带调理集成式表压压力传感器NSP035GS2，可以实现吸尘器对地面材质实时感知，从而能够动态调整电机功率，节能降耗。 |
