采用MEMS技術製作的微傳感器、微執行器
、微型構件
、微機械光學器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空
、航天、汽車
、生物醫學、環境監控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。

 

 

不同功能的MEMS傳感器

 

MEMS傳感器的設計必須同時考慮多種物理場混合作用，相對於傳統的傳感器，它們的尺寸更小，基本是微納米級別。MEMS傳感器多采用以矽為主的材料，電氣性能優良
，矽材料的強度
、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度與鋁類似，熱傳導率接近鉬和鎢。采用與集成電路（IC）類似的生成技術，可大量利用IC生產中的成熟技術
、工藝
，進行大批量
、低成本生產。

 

隨著新型半導體材料和MEMS加工工藝、敏感元件集成設計、傳感器結構設計與製造工藝的不斷突破
，MEMS傳感器已經衍生出眾多品種，其分類方法很多。按其工作原理
，MEMS傳感器可以分為物理型MEMS傳感器
、化學型MEMS傳感器以及生物型MEMS傳感器三類。其中
，物理型MEMS傳感器是汽車上采用得最為普遍的傳感器，主要應用於安全係統、製動防抱死係統( ABS )、發動機係統、行車導航
、車輛監護和自診斷等方麵。目前，車用MEMS傳感器市場的主導產品為壓力傳感器、加速度計、微陀螺儀、化學傳感器、氣體傳感器和指紋識別傳感器等。

 

 

具體來說，MEMS壓力傳感器可以用來測量氣囊壓力
、燃油壓力、發動機機油壓力
、進氣管道壓力及輪胎壓力。這種傳感器用單晶矽作材料，以采用MEMS技ji術shu在zai材cai料liao中zhong間jian製zhi作zuo成cheng力li敏min膜mo片pian，然ran後hou在zai膜mo片pian上shang擴kuo散san雜za質zhi形xing成cheng四si隻zhi應ying變bian電dian阻zu，再zai以yi惠hui斯si頓dun電dian橋qiao方fang式shi將jiang應ying變bian電dian阻zu連lian接jie成cheng電dian路lu，來lai獲huo得de高gao靈ling敏min度du。

 

車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式
、差動變壓器式、聲表麵波式等幾種常見的形式。而MEMS加jia速su度du計ji的de原yuan理li是shi基ji於yu牛niu頓dun的de經jing典dian力li學xue定ding律lv，通tong常chang由you懸xuan掛gua係xi統tong和he檢jian測ce質zhi量liang組zu成cheng，通tong過guo微wei矽gui質zhi量liang塊kuai的de偏pian移yi實shi現xian對dui加jia速su度du的de檢jian測ce，主zhu要yao用yong於yu汽qi車che安an全quan氣qi囊nang係xi統tong、防滑係統
、汽車導航係統和防盜係統等
，除了有電容式、壓阻式以外，MEMS加速度計還有壓電式、隧道電流型、諧振式和熱電偶式等形式。其中

，電容式MEMS加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點，是目前MEMS微加速度計中的主流產品。

 

 

微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用於汽車導航的GPS信號補償和汽車底盤控製係統
，主要有振動式、轉(zhuan)子(zi)式(shi)等(deng)幾(ji)種(zhong)。目(mu)前(qian)，應(ying)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)屬(shu)於(yu)振(zhen)動(dong)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)，它(ta)利(li)用(yong)單(dan)晶(jing)矽(gui)或(huo)多(duo)晶(jing)矽(gui)的(de)振(zhen)動(dong)質(zhi)量(liang)塊(kuai)在(zai)被(bei)基(ji)座(zuo)帶(dai)動(dong)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)哥(ge)氏(shi)效(xiao)應(ying)來(lai)感(gan)測(ce)角(jiao)速(su)度(du)。例(li)如(ru)汽(qi)車(che)在(zai)轉(zhuan)彎(wan)時(shi)，係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)測(ce)量(liang)角(jiao)速(su)度(du)來(lai)指(zhi)示(shi)方(fang)向(xiang)盤(pan)的(de)轉(zhuan)動(dong)是(shi)否(fou)到(dao)位(wei)
，主(zhu)動(dong)在(zai)內(nei)側(ce)或(huo)者(zhe)外(wai)側(ce)車(che)輪(lun)上(shang)加(jia)上(shang)適(shi)當(dang)的(de)製(zhi)動(dong)以(yi)防(fang)止(zhi)汽(qi)車(che)脫(tuo)離(li)車(che)道(dao)。通(tong)常(chang)，它(ta)與(yu)低(di)加(jia)速(su)度(du)計(ji)一(yi)起(qi)構(gou)成(cheng)主(zhu)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。

 

如今

，隨著MEMS傳感器越來越小，功能越來越多樣化
，價格越來越低
，設計和應用空間也在不斷擴大。借助新型材料，如SiC、納米管、納米線
、光導、超導和智能材料等開發出的各種新型MEMS傳感器，進一步提高了MEMS傳感器的精度和可靠性。

 

除了應用在汽車電子中，它在消費類電子產品應用市場的普及率也在不斷提高。MEMS技術正在發展成為一個巨大的產業，就像近20年來微電子產業和計算機產業給人類帶來的巨大變化一樣，MEMS也在孕育一場深刻的技術變革並對人類社會產生新一輪的影響。

 

 

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