高精度慣性傳感器用于測量技術(shù)應(yīng)用的傾斜度、加速度和振動。這些可以是小型MEMS或微機電系統(tǒng)，以單晶硅傳感器元件為基礎(chǔ)，并采用最新的微機械制造工藝生產(chǎn)。

       用于生產(chǎn)這些系統(tǒng)的微機械工藝可能有所不同，但它們都有其優(yōu)勢。用于MEMS生產(chǎn)的新微機械工藝由First Sensor開發(fā)。推出的創(chuàng)新產(chǎn)品系列包括慣性傳感器，融合了以前版本的優(yōu)點。這增強了性能特征，大大提高了性價比，并創(chuàng)造了新的應(yīng)用，特別是在地球工程、狀態(tài)監(jiān)測、導(dǎo)航和機器人領(lǐng)域。

一、MEMS – 微機電系統(tǒng)：高精度加速度計可以做什么

       微型MEMS傳感器允許測量所有三個空間維度的加速度。

       微機電系統(tǒng)慣性傳感器 是先進的產(chǎn)品，已被證明具有極其堅固、可靠、快速和溫度穩(wěn)定的特性。它們還能夠檢測位置和加速度的最小變化。

       該圖像顯示了測斜儀可以達到的極高分辨率。甚至可以檢測到直徑為100μm的單根人類頭發(fā)對10米長的板的偏轉(zhuǎn)。這相當(dāng)于僅0.0005°（2角秒或10μm/M）的撓度。

二、未來是數(shù)字化的

       物聯(lián)網(wǎng)的一項關(guān)鍵技術(shù)是MEMS傳感器技術(shù)。由于數(shù)字化的不斷，小型化加速度計和傾角計也有可能繼續(xù)發(fā)展。例如，慣性傳感器將在未來進行智能編程，并將具有微控制器，微型電池或微型無線電芯片，允許它們在線發(fā)送測量數(shù)據(jù)。

      1、First Sensor高精度慣性傳感器目前應(yīng)用的領(lǐng)域：

      ?建筑物狀態(tài)監(jiān)測

      ?監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電廠、高壓線路、水壩、管道等。

      ?監(jiān)控海上/海上基礎(chǔ)設(shè)施，核，天然氣和水力發(fā)電廠等的石油和天然氣。

      ?穩(wěn)定和對準系統(tǒng)

      ?基礎(chǔ)設(shè)施和運輸

      ?導(dǎo)航

三、電容式慣性傳感器及其背后的技術(shù)概念

       微機電系統(tǒng)慣性傳感器 這使得傾斜、加速度和振動的電容式測量依賴于先進的微機械制造工藝和微小的硅傳感器。它們形成一個彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，其中包含寬度僅為幾微米的結(jié)構(gòu)。

       在加速過程中，懸掛在彈簧上的質(zhì)量被偏轉(zhuǎn)。這允許測量容量的變化。ASIC讀取容量變化并傳輸測量值。在傳感器生產(chǎn)過程中，質(zhì)量和彈簧與硅分離。這些結(jié)構(gòu)的厚度通常只有千分之一毫米。由于采用微格式，MEMS可以大量生產(chǎn)，消耗很少的能量。

四、MEMS慣性傳感器的技術(shù)組件

      ?單晶硅傳感器

      ?高性能專用集成電路

      ?兩個芯片的外殼

五、傳感器的核心： 單晶硅傳感器

       每個MEMS的核心都是硅傳感器，通常以批量或表面微加工工藝制造。然而，F(xiàn)irst Sensor已經(jīng)在應(yīng)用稱為HARMS（高縱橫比微結(jié)構(gòu)）工藝和AIM（氣隙絕緣微結(jié)構(gòu)）工藝的新技術(shù)。

       前者通過實現(xiàn)具有高縱橫比的微結(jié)構(gòu)來最大限度地減少交叉靈敏度。后者通過使用氣隙隔離元件，從而最大限度地減少寄生電容。其結(jié)果是MEMS比所有傳統(tǒng)制造的慣性傳感器的總和更具優(yōu)勢。

     1、傳感器MEMS慣性傳感器在測量加速度、傾斜度和振動方面的優(yōu)勢：

      ?靈活的微機電系統(tǒng)設(shè)計： 測量范圍從 1 至 15 g

      ?四個標準傳感器： 四種不同的測量范圍;最佳適應(yīng)范圍（彈簧質(zhì)量原理）

      ?用一個傳感器測量兩個軸： 易于使用

      ?具有高縱橫比的硅微結(jié)構(gòu)： 超低橫軸靈敏度;無疲勞;長期穩(wěn)定的傳感器

      ?氣隙隔離的微觀結(jié)構(gòu)： 寄生電容有限;由于缺乏SiO2層，機械應(yīng)力有限;卓越的溫度穩(wěn)定性;易于校準

六、傳感器大腦： 高性能專用集成電路

       如前所述，硅傳感器是 微機電系統(tǒng)慣性傳感器.此外，ASIC是大腦。集成電路讀取傳感器元件的電容信號，并以數(shù)字方式傳輸測量值。

      1、高性能專用集成電路的特點：

      ?極低噪聲電容檢測

      ?高分辨率，高動態(tài)范圍

      ?對標稱和差分電容范圍的最佳支持

      ?靈活的信號濾波器

      ?數(shù)字SPI接口（傳感器ASIC系統(tǒng)的配置，傳感器數(shù)據(jù)的讀?。?/p>

七、傳感器護套： 密封外殼

       包圍兩個芯片的外殼不僅必須允許傳感器運行，而且還必須具有成本效益的生產(chǎn)和實施。

      1、MEMS外殼的特點：

       內(nèi)部設(shè)計，可進行調(diào)整以適應(yīng)各種應(yīng)用

       密封外殼

       陶瓷基板

       經(jīng)濟高效地生產(chǎn)中小批量產(chǎn)品

       相關(guān)慣性傳感器產(chǎn)品：3DMCV7-AR、3DMCV5-IMU、3DMGX5-IMU。