發布日期：2022-10-07 點擊率：107
作為一種精細化機械工藝，MEMS(微機電系統)技術深受運動、加速度、傾斜以及振動等傳感器應用的歡迎。今天的MEMS傳感器是系統級封裝解決方案，MEMS體積小、重量輕、成本低、能耗低、可靠性高、易于批量生產、智能化高。MEMS壓力傳感器的尺寸更小，最大的不超過一個厘米，相對于傳統“機械”制造技術，其性價比大幅度提高。而借助MEMS技術帶給傳感器的這些優勢，又為傳感器打開了更多全新應用之門。
市場對傳感器的需求隨著應用的不同其需求重點不同，如工業過程控制還是集中在溫度、壓力、流量及圖像系統方面。一般消費產品像手機里面的輕觸式感應系統、陀螺儀，圖像等器件。而在汽車工業里，除了傳統的溫度、壓力、速度、及流量等傳統信號感應系統外，越來越多的圖像和雷達系統被應用到了汽車的安全系統應用中。這些新興的應用都將具有廣闊的市場前景。如圖1所示。
工農業應用
在工業領域，MEMS傳感器的運用主要會在地震預測，橋梁倒塌等事故的預測中。例如鐵塔底下放置傳感器后，即可得知在某個支撐點范圍下鐵塔是安全的，超過這個范圍就會產生安全隱患。在國外的橋梁上已經有了使用傳感器的案例。
另外一個工業的應用就是在煤礦。運用在煤礦地下支撐腳的控制，減小塌方的可能性。農業方面，在耕地面積減少的情況下農業機械化和高產量的需求也使得農業開始需要高尖端的技術。未來的農業也會是個不同的景象，例如在插秧的設備上搭載MEMS傳感器，它可以做到同角度高準確的種植，在同樣的投入下收獲更高的產量。
MEMS傳感器在中國有10年多的發展，但是推廣不夠立體，市場需求并不明顯等原因實際實際應用還不多。因此，在國內推廣此產品會需要比較長的周期，展望未來，MEMS傳感器在汽車電子等領域對高尖端傳感器的需求會不斷增加。
消費級應用
在消費產品中，現在不論是走路還是打電話，都會用到不同程度的傳感器。除了市場比較成熟的常用傳感器之外，高精度傳感器產品的日后需求將會越來越多。
微加工聲學器件，也稱MEMS話筒，可提高現有的和新興應用設備的音質、可靠性和成本效益，目標應用包括手機、筆記本電腦、錄像機、數碼相機以及助聽器或電子聽診器。將多個MEMS話筒組合成陣列可實現更多功能，如噪聲抑制和方向拾音。這在噪聲很大和無法控制的環境內，對于提高聲音清晰度很有幫助，可以有效提高移動會話和會議的音質。
MEMS磁傳感器測量地球磁場的強度和/或方向，因而能夠確定以北極為參考軸的前進方向，增強便攜消費電子產品的電子羅盤功能，包括方位定向、地圖/顯示屏定向、定位關聯服務和航位推測。在一個9自由度(DoF) 多傳感器模塊內，磁傳感器可補充加速度計和陀螺儀的功能。
MEMS陀螺儀，也稱角運動傳感器，可以輔助加速計，使游戲機和遙控器的人機界面變得更加炫酷。這些陀螺儀還能消除晃動對數字攝像機或數碼相機畫質的影響，提高圖像或相片的清晰度，并可使汽車導航增加航位推算和地圖匹配功能。由于GPS衛星信號無法覆蓋每一個角落，例如，在建筑物內或高樓林立的城區通常沒有衛星信號，在這種情況下，航位推算系統通過監測運動、行程和海拔，修正數字羅盤讀數，繼續為用戶提供準確的導航信息。
MEMS加速度傳感器和陀螺儀讓設備廠商研制出各種高性價比的運動控制型設備，并取得市場成功。這些傳感器能夠給手機、MP3/MP4播放器、PDA、平板電腦或游戲機控制器增加智能人機界面，把用戶的手腕、胳膊和手的運動與應用程序、頁面內以及頁面之間的瀏覽、游戲機中的人物動作等設備功能聯系起來，實現真正意義的人機互動。
MEMS壓力傳感器可滿足應用對全量程和高分辨率的要求：應用實例包括手持設備的氣壓計功能和硬盤驅動器的“飛行高度”控制功能。隨著硬盤驅動器小型化趨勢和存儲容量不斷提高，磁頭與盤面之間的距離極易受到氣壓變化的負面影響。
便攜設備中的數據保護是MEMS傳感器的另一種應用。當出現自由墜落或者其它異常運動時，MEMS加速計將立即通知系統終止全部的硬盤驅動器(HDD)讀寫操作，并將磁頭固定到安全位置。意法半導體的加速計還經常集成在洗衣機或烘干機等家電設備中，充當振動檢測器，用于穩定失衡的負荷，防止機器出現過量的磨損而發生故障。
以MEMS壓力傳感器在手機中的應用為例，氣壓傳感器可以做到以下方面的數據測量：
海拔高度測量
對于喜歡登山的人來說，都會非常關心自己所處的高度。但由于受到技術和其它方面原因的限制，GPS計算海拔高度一般誤差都會有十米左右，而如果在樹林里或者是在懸崖下面時，有時候甚至接收不到GPS衛星信號。
而氣壓的方式可選擇的范圍會廣些，而且可以集成溫度傳感器，將捕捉到溫度來對結果進行修正，以增加測量結果的精度。所以在手機原有GPS的基礎上再增加氣壓傳感器的功能，可以讓的三維定位更加精準。
導航輔助
在高架橋上時，一般高架橋上下兩層的高度都會有幾米到十幾米的距離，而GPS的誤差可能會有幾十米，所以GPS無法判斷你是橋上還是橋下而容易造成的錯誤導航。而如果手機里增加一個氣壓傳感器就不一樣了，他的精度可以做到1米的誤差，這樣就可以很好的輔助GPS來測量出所處的高度，錯誤導航的問題也就容易解決了。
室內定位
由于在室內無法很好的接收GPS信號，所以當使用者進入一幢很厚的樓宇時，內置感應器可能會失去衛星的信號，所以無法識別用戶的地理位置，并且無法感知垂直高度。而如果手機加上氣壓傳感器再配合加速計、陀螺儀等技術就可以做到精準的室內定位。這樣以后你在商場購物時，就可以通過手機定位來告訴你你想購買的產品在商場的那個位置，哪一層樓。
除了消費和手機應用，目前其他許多領域也采用了MEMS傳感器與致動器，包括資料處理在內，如打印機、投影機、復印機、空調、汽車和其他高附加價值的工業、醫療、有線通訊和航天、國防等。意法半導體大中華暨南亞區MEMS 和傳感器產品市場經理Vincent Xu認為，若依發展現況來看，到2014年，消費和行動MEMS將成為整個MEMS領域中最大的一個區塊；這個區塊包含了許多種大量應用，如筆記型計算機、MP3播放器、遙控器、便攜式導航設備和可穿戴式應用等。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 光纖傳感技術在物聯網
