在本教程中，我们将学习一种有趣的技术，称为MEMS。我们将了解MEM的一些基本概念，并以MEMS传感器的形式介绍MEMS的应用。我们还将学习不同类型的MEMS传感器以及一些当前的应用。

摘要

什么是MEMS？

MEMS是微机电系统的缩写。这是一种与微型设备制造相关的技术，例如传感器，传感器，执行器，齿轮，泵，开关等。

换句话说，MEMS是由电子，电气和机械元件组成的微观集成设备，它们通过使用称为微系统技术（MST）的技术共同为单个功能需求而协同工作。

MEMS技术被认为是传统集成电路（IC）制造的扩展形式。传统IC制造技术（VLSI）与MEMS之间的主要区别在于，使用MEMS您不仅可以制造电容器和电感器之类的电气部件，而且可以制造齿轮，弹簧，横梁等机械部件。使用传统IC技术，您只能制造导体，绝缘体，二极管和晶体管。

这些基于MEMS的设备的尺寸通常约为几微米（在1至100微米之间）。

要记住的另一个重要点是，MEMS是借助先进的IC制造技术将有源和无源组件都集成到单个硅衬底中的。有源组件是传感器和执行器，而无源组件是无源电子系统和无源机械系统。

由信号处理电路（如放大器，ADC，滤波器等）组成的电子系统是使用IC制造工艺设计的，而由齿轮，曲柄，轴承等组成的机械系统则是通过微加工工艺设计的。

什么是MEMS传感器？

传感器是当今数字世界的重要组成部分之一。由于所有的计算和处理都是在数字信号上完成的，因此在模拟世界和数字电子设备之间应该有一个媒介。传感器弥合了这种差距，因为它们被用来观察模拟物理参数的时间影响并产生有意义的信息（发送给计算机）。

传感器的现代定义有时会令人困惑，但简单来说，传感器是一种包含基本传感元件的设备，这些传感元件可感测温度或湿度等物理量并将其转换为电信号。传感器还包含一个信号处理单元，例如放大器，滤波器或ADC或这些元素的组合。

谈到MEMS传感器，如果使用MEMS技术设计和制造传感器，则称其为微机械微传感器或简称为MEMS传感器。

如果您还记得我们的手势控制机器人，则使用了MPU6050 IC。它包含一个3轴加速度计，一个3轴陀螺仪和一个数字运动处理器。它是使用MEMS技术制造的。

不同类型的MEMS传感器

MEMS技术的主要实现者之一是汽车行业。现代汽车使用很多传感器，其中大多数是基于MEMS的设备。以下是现代汽车中使用的MEMS传感器的列表。

加速度计–用于电子稳定性控制和安全气囊展开。

惯性测量单元或IMU（它们是MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的组合）–用于测量偏航，俯仰和侧倾以进行自动驾驶。

磁力计–用于导航的方向。

压力和惯性传感器–用于制动控制。

压力传感器–胎压监测系统。

气流传感器–进气口监控。

燃油传感器–燃油液位指示器。

碰撞和碰撞传感器–碰撞检测和安全气囊展开。

MEMS麦克风–用于通信和噪声消除。

温度传感器–用于自动气候控制和发动机温度监控。

还有许多其他基于MEMS的设备可用于各种应用。

应用领域

MEMS传感器已经在各种应用中使用，例如控制和处理设备，管理机器人，汽车，抓手等。您可以在现代喷墨打印机，彩色投影仪，显示系统，时钟和扫描设备中找到这些传感器。

MEMS技术用于制造不同的传感器，例如压力，温度，振动和化学传感器。

加速度计，陀螺仪，电子罗盘等是汽车，直升机，飞机，无人机和轮船中常用的MEMS传感器。

下面提到基于MEMS的传感器的一些应用领域：

汽车行业

化学和制药

飞机

工业自动化与制造

国防，航天和航空

环境与健康科学

计算与通讯

消费产品