在本教程中，我們將學習一種有趣的技術，稱為MEMS。我們將了解MEM的一些基本概念，并以MEMS傳感器的形式介紹MEMS的應用。我們還將學習不同類型的MEMS傳感器以及一些當前的應用。

摘要

什么是MEMS？

MEMS是微機電系統的縮寫。這是一種與微型設備制造相關的技術，例如傳感器，傳感器，執行器，齒輪，泵，開關等。

換句話說，MEMS是由電子，電氣和機械元件組成的微觀集成設備，它們通過使用稱為微系統技術（MST）的技術共同為單個功能需求而協同工作。

MEMS技術被認為是傳統集成電路（IC）制造的擴展形式。傳統IC制造技術（VLSI）與MEMS之間的主要區別在于，使用MEMS您不僅可以制造電容器和電感器之類的電氣部件，而且可以制造齒輪，彈簧，橫梁等機械部件。使用傳統IC技術，您只能制造導體，絕緣體，二極管和晶體管。

這些基于MEMS的設備的尺寸通常約為幾微米（在1至100微米之間）。

要記住的另一個重要點是，MEMS是借助先進的IC制造技術將有源和無源組件都集成到單個硅襯底中的。有源組件是傳感器和執行器，而無源組件是無源電子系統和無源機械系統。

由信號處理電路（如放大器，ADC，濾波器等）組成的電子系統是使用IC制造工藝設計的，而由齒輪，曲柄，軸承等組成的機械系統則是通過微加工工藝設計的。

什么是MEMS傳感器？

傳感器是當今數字世界的重要組成部分之一。由于所有的計算和處理都是在數字信號上完成的，因此在模擬世界和數字電子設備之間應該有一個媒介。傳感器彌合了這種差距，因為它們被用來觀察模擬物理參數的時間影響并產生有意義的信息（發送給計算機）。

傳感器的現代定義有時會令人困惑，但簡單來說，傳感器是一種包含基本傳感元件的設備，這些傳感元件可感測溫度或濕度等物理量并將其轉換為電信號。傳感器還包含一個信號處理單元，例如放大器，濾波器或ADC或這些元素的組合。

談到MEMS傳感器，如果使用MEMS技術設計和制造傳感器，則稱其為微機械微傳感器或簡稱為MEMS傳感器。

如果您還記得我們的手勢控制機器人，則使用了MPU6050 IC。它包含一個3軸加速度計，一個3軸陀螺儀和一個數字運動處理器。它是使用MEMS技術制造的。

不同類型的MEMS傳感器

MEMS技術的主要實現者之一是汽車行業。現代汽車使用很多傳感器，其中大多數是基于MEMS的設備。以下是現代汽車中使用的MEMS傳感器的列表。

加速度計–用于電子穩定性控制和安全氣囊展開。

慣性測量單元或IMU（它們是MEMS加速度計和MEMS陀螺儀的組合）–用于測量偏航，俯仰和側傾以進行自動駕駛。

磁力計–用于導航的方向。

壓力和慣性傳感器–用于制動控制。

壓力傳感器–胎壓監測系統。

氣流傳感器–進氣口監控。

燃油傳感器–燃油液位指示器。

碰撞和碰撞傳感器–碰撞檢測和安全氣囊展開。

MEMS麥克風–用于通信和噪聲消除。

溫度傳感器–用于自動氣候控制和發動機溫度監控。

還有許多其他基于MEMS的設備可用于各種應用。

應用領域

MEMS傳感器已經在各種應用中使用，例如控制和處理設備，管理機器人，汽車，抓手等。您可以在現代噴墨打印機，彩色投影儀，顯示系統，時鐘和掃描設備中找到這些傳感器。

MEMS技術用于制造不同的傳感器，例如壓力，溫度，振動和化學傳感器。

加速度計，陀螺儀，電子羅盤等是汽車，直升機，飛機，無人機和輪船中常用的MEMS傳感器。

下面提到基于MEMS的傳感器的一些應用領域：

汽車行業

化學和制藥

飛機

工業自動化與制造

國防，航天和航空

環境與健康科學

計算與通訊

消費產品