MEMS 一詞代表微機(jī)電系統(tǒng)。這些是一組器件，這些器件的表征可以通過它們的微小尺寸和設(shè)計(jì)模式來完成。這些傳感器的設(shè)計(jì)可以使用 1-100 微米的元件來完成。這些設(shè)備可以從小型結(jié)構(gòu)到非常困難的機(jī)電系統(tǒng)，在微電子控制下具有大量移動(dòng)元件。通常，這些傳感器在一個(gè)封裝中包括機(jī)械微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)、微電子和微傳感器。本文討論什么是MEMS傳感器、工作原理、優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用。

      什么是 MEMS 傳感器？

      MEMS 是低成本、高精度慣性傳感器，用于服務(wù)廣泛的工業(yè)應(yīng)用。該傳感器采用基于芯片的技術(shù)，即微機(jī)電系統(tǒng)。這些傳感器用于檢測和測量壓力等外部刺激，然后通過一些機(jī)械動(dòng)作對(duì)壓力做出響應(yīng)，從而測量壓力。最好的例子主要包括用于補(bǔ)償壓力變化的電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

微機(jī)電芯片

      MEMS IC 制造可以使用硅來完成，從而將少量材料層放置在硅基板上，否則固定在硅基板上。之后，有選擇地固定下來，留下隔膜、橫梁、杠桿、彈簧和齒輪等微觀 3D 結(jié)構(gòu)。

      MEMS 制造需要許多用于構(gòu)建其他半導(dǎo)體電路的技術(shù)，如氧化工藝、擴(kuò)散工藝、離子注入工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝、濺射等。此外，這些傳感器使用微加工等特殊工藝。

      MEMS傳感器工作原理

      每當(dāng) MEMS 傳感器發(fā)生傾斜時(shí)，平衡質(zhì)量就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差。這可以像電容變化一樣進(jìn)行測量。然后可以更改該信號(hào)以創(chuàng)建穩(wěn)定的數(shù)字 4-20mA 或 VDC 輸出信號(hào)。

      這些傳感器是某些不需要最高精度的應(yīng)用的良好解決方案，例如工業(yè)自動(dòng)化、位置控制、滾動(dòng)和俯仰測量以及平臺(tái)調(diào)平。

      MEMS 的類型

      市場上常見的 MEMS 傳感器類型有：

        ?MEMS 加速度計(jì)；

        ?MEMS陀螺儀；

        ?MEMS壓力傳感器；

        ?MEMS 磁場傳感器。

      MEMS優(yōu)勢(shì)

      MEMS傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：

        ?MEMS的制造就像是半導(dǎo)體IC制造一樣的低成本批量發(fā)明，一致性對(duì)于MEMS器件來說也是至關(guān)重要的；

        ?傳感器子組件的尺寸將在1至100微米范圍內(nèi)，MEMS器件尺寸將決定20微米至毫米范圍；

        ?功耗非常低；

        ?易于合并到系統(tǒng)中或進(jìn)行更改；

        ?熱常數(shù)??；

        ?這些可以高度抵抗沖擊、輻射和振動(dòng)；

        ?更好的熱顯影耐受性；

        ?并行性。

      微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用

      MEMS 傳感器用于不同領(lǐng)域，包括汽車、消費(fèi)、工業(yè)、軍事、生物技術(shù)、太空探索和商業(yè)用途，包括噴墨打印機(jī)、現(xiàn)代汽車、消費(fèi)電子產(chǎn)品、個(gè)人電腦中的加速度計(jì)等。

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