Sensirion 盛思锐 CMOSens传感技术温湿度流量、气体、颗粒物传感器工作原理

Sensirion 盛思锐是瑞士 MEMS 微传感技术企业，核心依托自研 CMOSens® 单片集成传感平台，将传感元件、放大电路、ADC、校准存储、数字接口集成于单颗硅芯片，产品覆盖温湿度、热式质量流量、VOC/NOx 气体、激光散射颗粒物传感器，广泛用于暖通、工业气体、空气质量监测、医疗设备、消费电子，依靠微型化、数字化、出厂预校准技术简化设备开发流程，不同品类基于差异化 MEMS 物理原理实现测量Sensirion。

电容式温湿度传感器是盛思锐经典产品，核心传感元件为聚合物介质电容器。聚合物电介质会随环境相对湿度吸收或释放水分子，材料介电常数随之发生变化，电容值同步改变，电路实时检测电容信号换算相对湿度；片上集成双极晶体管同步测量芯片温度，可直接计算露点。CMOSens® 工艺把传感薄膜、信号调理、模数转换、出厂校准参数全部集成在硅芯片，出厂完成标定，用户无需二次校准，自带 ESD 保护，支持 I2C 数字总线，体积微小，适合大批量贴片生产。

热式 MEMS 质量流量传感器采用量热式热传导原理。硅膜片中心布设微型加热元件，上下游对称布置两个温度传感单元。无流体流动时，加热元件热量均匀分布，上下游温度传感器读数一致；当气体或液体流过膜片，流体带走热量，上游降温、下游温度升高，上下游形成稳定温差。温差大小与流体质量流速直接相关，芯片电路采集温差信号，结合内置气体参数数据库，直接输出质量流量，无需温压补偿，对气体质量流量测量优势突出。硅膜采用玻璃钝化蚀刻工艺，抗腐蚀，响应速度毫秒级，可用于微小气体流量监测。

MOXSens® 金属氧化物气体传感器，用于 VOC、NOx、甲醛检测。芯片内置独立控温微热板，加热金属氧化物薄膜；空气中氧气吸附在薄膜表面形成负电氧离子。还原性 VOC 气体与表面氧离子反应，释放电子，薄膜电阻下降；氧化性 NOx 吸附氧离子，薄膜电阻上升。多像素平台集成四路独立传感像素，每个像素独立控温，多维度采集信号，内置算法区分多种气体，抑制硅氧烷污染干扰，提升长期稳定性，数字 I2C 输出。

颗粒物传感器（SPS30/SPS6x）基于激光散射原理。内置微型风扇稳定抽取待测空气流，空气中 PM1/PM2.5/PM4/PM10 颗粒穿过聚焦激光光束，颗粒散射光线，光电二极管接收散射光信号；片上 ASIC 与内置算法，依据散射光脉冲强度与数量，反演颗粒粒径分布、颗粒数量与质量浓度。盛思锐流道结构减少粉尘附着光学窗口，提升传感器长期稳定性，实现连续空气质量监测。

盛思锐 CMOSens® 一体化设计，省去外围信号调理电路，所有传感器出厂校准，数字化输出，大幅降低设备厂商标定成本，在工业微流量、环境监测、医疗呼吸监测领域大量应用，MEMS 微型结构兼具低功耗、高响应、高一致性优势。