MEMS质量流量传感器 - 360文档中心

MEMS传感器现状及应用

MEMS传感器现状及应用王淑华(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)摘要:M EM S传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。

首先,简单介绍了M EMS传感器的分类和典型应用。

其次,对M EM S压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEM S传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。

介绍MEM S压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。

最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEM S传感器的发展趋势进行了展望。

关键词:微电子机械系统(M EM S);传感器;加速度计;陀螺仪;压力传感器中图分类号:TH703文献标识码:A文章编号:1671-4776(2011)08-0516-07Current Status and Applications of MEMS SensorsWang Shuhua(T he13th Resear ch I ns titute,CE T C,S hij iaz huang050051,China)Abstract:MEMS sensors feature great varieties,rapid development and w ide applications.Firstly, the catego ries and ty pical applicatio ns of M EM S sensor s are introduced briefly.T hen three typ-i cal M EMS sensors,i1e.the pressure sensor,acceler ometer and g yrosco pe ar e illustrated in de-tail,including the subdiv ision,current technical capability and perfo rmance index,latest resear ch pro gress,products and their applications.Besides that,the research status of the MEM S pr es-sur e sensor using new m aterials for the extreme enviro nm ent at ho me and abro ad is presented. Finally,developm ent trends of M EM S sensors ar e predicted in term s o f new materials,pro ces-sing and assembling technolog y.Key words:micr oelectr omechanical system(M EM S);sensor;accelerom eter;gyr oscope;pr es-sur e sensorDOI:10.3969/j.issn.1671-4776.2011.08.008EEACC:25750引言MEM S传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是M EMS器件的一个重要分支。

AMS1000 说明书

AMS1000 说明书气体质量流量计⚫集成质量流量与温度测量⚫重复性好⚫支持多种气体测量⚫标准Modbus-RTU通信⚫2个NPN集电极开路输出（用于上下限报警）⚫1~5V线性电压输出或4~20mA线性电流输出⚫LCD屏显示⚫9～24V DC电源供电应用范围AMS1000适用于空气、氮气、氩气、二氧化碳、氦气、氧气等干燥洁净无腐蚀性气体（易燃易爆炸气体除外）的质量流量监测。

已被广泛应用于高校科研、消防、环境监测、烟草、智慧农业、食品、医药等行业。

图1. AMS1000产品简述AMS1000是一款热式质量流量传感器，通过测量电阻变化计算被测量气体的质量流量。

传感器采用自主研发的MEMS质量流量芯片，具有直观、精准、稳定、耐高低温、线性好、响应时间短等特点。

出厂前对AMS1000的量程、精度、重复性、响应时间等均进行了严格的校准。

1.外观结构及接口定义1.1 外观结构图2展示的是AMS1000的外观结构及工作界面，包含了传感器风道和工作界面等。

工作界面包括LCD显示屏和操作按键，LCD显示的内容有流量计Modbus通信地址、气体温度、累积流量及瞬时流量。

按键包括向上、向下、DISP和MODE四个按键。

传感器风道在工作界面下方，包括进气口和出气口，且传感器上标明了气流的方向。

图2. AMS1000结构示意图1.2 设备DB9公头DB9公头的针脚定义，如图3和表1所示。

图3.DB9公头针脚示意图表1.DB9公头针脚定义针脚定义1 外部输出12 模拟输出3 RS485B4 RS485A5 电源线6 GND7 GND8 GND9 外部输出2 1.3 AMS1000引出线（DB9母头）若购买AMS1000引出线，引出线与针脚关系如图4所示。

图4.DB9引出线与针脚关系图2.AMS1000技术指标及机械参数表2. AMS1000技术指标及机械参数参数描述型号AMS1000H00 AMS1000H01 AMS1000H02 AMS1000A00 AMS1000A01 AMS1000A02 量程0~200L/min 0~20L/min 0~2L/min 0~200L/min 0~20L/min 0~2L/min精度±4%RD（2≤x≤50L/min）±2%RD（50＜x≤200L/min）±4%RD（0.2≤x≤5L/min）±2%RD（5＜x≤20L/min）±4%RD（0.02≤x≤0.5L/min）±2%RD（0.5＜x≤2L/min）±4%RD（2≤x≤50L/min）±2%RD（50＜x≤200L/min）±4%RD（0.2≤x≤5L/min）±2%RD（5＜x≤20L/min）±4%RD（0.02≤x≤0.5L/min）±2%RD（0.5＜x≤2L/min）产品重量565g 330g 565g 330g输出方式RS485、NPN集电极开路输出、1~5V线性电压输出RS485、NPN集电极开路输出、4~20mA线性电流输出重复性±1%F.S.响应时间50ms供电方式外部电源9～24V DC显示方式LCD显示屏显示单位累计流量：L（ft3×10-1）瞬时流量：L/min（CFM×10-2）最大工作压力0.8MPa标准校准气体空气（25℃，1个标准大气压）工作温度-10~+60℃引出线DB9母头数据线（非标配）功耗0.85W（典型）外壳材料PC风道材料6061铝合金3.产品主要尺寸图AMS1000H00、AMS1000A00尺寸如下图。

矽翔MEMS气体质量流量计

5VDC±10%（供通讯使用） IP66
ExdIIBT4
6
MF系列气体质量流量计
3.3 数据记录与保存
（1）可保存日总流量数据1000条，实现自动抄表。
（2）可同时选择每3~240分钟（可以设置）记录一组数据，以便分析某段时间的气体使用情况，保存内容有：年，月，日，时，分，总量，流量数据。一共可以记录2000条数据。
避免强行旋转带来的产品损坏。管道的连接和检漏应按相应的操作规程进行。 4. 在产品使用过程中，或在在线情形下，清洗管道或其他可能引入大量杂质的操作将可能对产品带来损坏。 5. 在产品安装过程中，严禁实施在线电焊作业。 6. 本产品有一定的自重，安装和搬运应按操作规程进行，以免带来伤害。
1
矽翔MEMS流量产品系列
3
矽翔MEMS流量产品系列
二、产品结构与工作原理 2.1 产品结构
本流量计主要由微机电系统（MEMS）流量传感器部件、智能控制、显示及输出部件、测量管体、稳流器、法兰及过渡部件组成。其组成部分如图2-1所示。
目录
使用须知
1
注意事项
1
一、概述
3
二、产品结构与工作原理
4
三、产品特性参数
6
四、安装说明
7
五、仪表设置
9
六、检定
11
七、防爆安装使用要求
12
八、安全、维护及故障排除
12
九、运输及储存
13
十、开箱及检查

MEMS传感器

MEMS汽车传感器MEMS即微电子机械系统的制造，是从专用集成电路（ASIC）技术发展过来的，MEMS技术给汽车界带来的是体积更加小、技术更加先进、价格更加便宜、性能更加可靠的传感器。

随着电子技术的发展，传感器也随之发展，在电子技术中传感器有着不可取代的地位。

随着传感器的发展，传感器在应用的方面也更加广泛,比起传统型传感器MEMS传感器更加适用于现代汽车中。

汽车传感器的性能指标其中包括：环境适应性、精度指标、可靠性、耐久性、响应性和制造成本等。

现代汽车中，MEMS传感器和其他传统型传感器比起来，在各方面有着显著的优势。

MEMS(Micro Electromechanical System)，现代电子系统中，用MEMS技术制作的微型传感器在人们接触的领域中有着十分广阔的应用前景，在现代汽车电子控制系统中，传感器负担着信息采集和传输的作用，它将采集到的信息传给电子控制单元ECU进行处理后，向执行器发出指令来进行电子控制的。

传感器在电子控制系统中是非常重要的，可以说各个系统的控制过程都是要依靠传感器进行的信息反馈来实现自动控制工作的。

随着电子技术的发展，传感器也跟着发展。

在现代汽车中，传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的功能，很多汽车以传感器技术的高低和传感器使用的数量决定整个汽车档次的高低。

一、MEMS传感器概述目前，汽车电子技术已经发展到了一个新阶段，即包括电子技术MEMS（含微机技术）、传感器技术、优化控制技术、网络技术和机电一体化耦合交叉技术等综合技术的大型系统。

有些汽车的电子控制装置已经占到了整车造价的2/3，汽车上电子化的应用程度已经成为衡量汽车档次高低的主要标志。

所谓MEMS技术就是一项在普通的硅基片上综合了传感器、执行器、机械单元和电子器件（并使之协调工作）的技术。

MEMS技术所生产的全部最新的传感器系列已经开始慢慢大量的出现在今天的车辆上，将逐步取代传统型传感器，它们占据车辆中很大的份额。

MEMS传感器原理

• 以工作方式分类，力学/物理量：压阻式、电容式、压电式、场发射式、隧道效应式、谐振式、热式、光学型；生化量：热式、质量型、电量型、光学型、电化学式等。
微型传感器的历史
早在60年代初，就已开发出了实用半导体应变片；MEMS First Bucket of Gold
1962年第一个硅微型压力传感器问世； 79年研制出第一个微硅加速度计； 94年出现了大批量生产的用于汽车防撞
∆ρ ＝πσ = πEε = πE ∆L
ρ
L
其中：
π——材料的压阻系数 E——弹性模量 ε——应变
一般金属材料的压阻系数很小，可以忽略。而半导体材
料的压阻系数π却很大。对于硅半导体材料，材料的灵敏度系数(Gauge Factor) G = ∆R ≈ πE 一般在70～170之间。
εR
硅膜上的电阻在应力作用下相对变化为：
传感器量程:1Psi～
250Psi (1Psi ≈ 6.9KPa)
压阻式微型压力传感器的特点
优点：制作工艺、检测电路简单，得到最广泛的应用。
缺点：温度漂移大，需温度补偿。
1. 2 电容式微型压力传感器 Capacitive Pressure Sensor
电容式传感器将被测量转换成电容量变化，一般敏感元件为可变电容器的形式。
微型压力传感器有各种工作原理，如：压阻、电容、场发射和光纤等。
1.1 压阻式微型压力传感器
Piezoresistive Pressure Sensor
压阻式压力传感器基本原理：将作用于薄膜的被测压力，通过薄膜的应力转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路测出被测量值。
压阻式微型压力传感器利用半导体材料的压阻效应，即材料受到应力作用时，其电阻或电阻率发生变化。

mems流量传感器原理

MEMS流量传感器原理MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）流量传感器是一种基于微电子机械系统技术的流量测量设备。

它利用微型结构和微电子技术制造的微小元件，通过测量流体通过传感器时产生的压力差或热传导来确定流体流量。

本文将详细介绍MEMS流量传感器的基本原理。

1. 压差式MEMS流量传感器压差式MEMS流量传感器是最常见的一种类型。

它基于流体通过传感器时产生的压力差来测量流量。

以下是该传感器的基本原理：1.传感器结构：压差式MEMS流量传感器通常由两个或多个微型通道组成。

其中一个通道称为“探测通道”，另一个通道称为“参考通道”。

这些通道之间通过微小孔隙或微型阀门连接。

2.流体进入：流体进入传感器后，分流到探测通道和参考通道。

3.压力差产生：流体通过探测通道时，由于通道的几何形状和流体的速度，会产生一定的压力降。

而参考通道则相对较为平缓，压力较低。

4.压力传感器：探测通道和参考通道的两端分别安装了压力传感器。

这些传感器可以测量通道两端的压力差。

5.压力差转换：传感器将测得的压力差转换为电信号，通过处理电路进行放大和滤波，然后输出。

6.流量计算：根据已知的传感器特性和流体力学原理，使用计算公式将压力差转换为流体的流量。

压差式MEMS流量传感器的优点是结构简单，制造成本低，响应速度快。

然而，它对流体的粘度和密度变化较为敏感，需要进行定标和校正以获得准确的流量测量。

2. 热式MEMS流量传感器热式MEMS流量传感器是另一种常见的类型，它利用流体通过传感器时的热传导来测量流量。

以下是该传感器的基本原理：1.传感器结构：热式MEMS流量传感器通常由两个或多个微型热敏电阻（RTD）组成。

这些电阻被制造在微型通道中，与流体接触。

2.加热元件：其中一个电阻作为加热元件，通过加热产生一定的温度差。

3.测温元件：其他电阻作为测温元件，用于测量流体通过传感器时的温度变化。

4.热传导：流体通过传感器时，温度差会导致热量传导到流体中，使测温元件的温度发生变化。

mems热式质量流量计工作原理

MEMS热式质量流量计是一种常用于测量气体流量的仪器，其工作原理基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）技术和热物理学原理。

这种流量计具有精度高、响应速度快、体积小等特点，广泛应用于工业和科研领域。

下面将从结构特点、工作原理和应用领域等方面介绍MEMS热式质量流量计的工作原理。

一、结构特点1.微型化结构MEMS热式质量流量计主要由微加工技术制作而成，整体结构非常微小。

其尺寸通常在毫米级别，因此具有体积小、重量轻的特点。

2.热敏传感器流量计的核心部件是热敏传感器，它通常采用热敏电阻、热电偶或热敏薄膜等器件。

当气体流经热敏传感器时，热敏传感器的温度会随流体流速的变化而发生相应变化。

3.微型加热器为了维持热敏传感器的恒定温度，MEMS热式质量流量计通常还配备有微型加热器。

微型加热器可以根据流体流速的变化调节热敏传感器的温度，从而实现流量的测量。

二、工作原理1.传感器供电当MEMS热式质量流量计接通电源后，热敏传感器和微型加热器会被供电，开始工作。

2.热传导机制当气体流经热敏传感器时，气体与热敏传感器的热量交换会引起热传导效应。

气体的流速越大，热量的带走越快，热敏传感器的温度就会相应下降。

3.温度补偿为了准确测量气体流速，需要对热敏传感器的温度进行补偿。

而微型加热器就起到了这一作用。

通过微型加热器对热敏传感器的加热，可以保持热敏传感器的温度始终处于一个稳定的状态，从而实现对气体流速的精确测量。

三、应用领域MEMS热式质量流量计由于其体积小、功耗低、响应速度快等特点，被广泛应用于各种气体流量测量领域。

1.工业自动化在工业自动化控制系统中，常常需要对气体流量进行准确测量。

MEMS热式质量流量计可以满足工业自动化设备对于流量测量的需求，广泛应用于气体流量的监测和控制。

2.能源领域在能源行业，对气体流量的准确测量是非常重要的。

MEMS热式质量流量计可以用于天然气、煤气等能源的流量测量和监测，为能源行业的生产和管理提供重要支持。

MEMS传感器

MEMS传感器MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器，与传统的传感器相比，它具有：微型化,集成化,低功耗,低成本,高精度,长寿命,动态性能好,可靠性高，适于批量生产,易于集成和实现智能化的特点，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

MEMS传感器的种类有很多，发展很快但在这几年发展速度放缓，MEMS传感器的种类很多导致了其分类方法很多。

按其工作原理, 可分为物理型、化学型和生物型三类M EM S 传感器分类及典型应用。

按照被测的量又可分为加速度、角速度、压力、位移、流量、电量、磁场、红外、温度、气体成分、湿度、pH 值、离子浓度、生物浓度及触觉等类型的传感器。

目前MEMS传感器的工作原理主要有压阻式，电容式，压电式，力平衡式，热对流式，谐振式等。

一．1.MEMS压力传感器MEMS传感器的发展以20世纪60年代霍尼韦尔研究中心和贝尔实验室研制出首硅隔膜压力传感器和应变计为开端。

压力传感器是影响最为深远且应用最广泛的MEMS传感器, 其性能由测量范围、测量精度、非线性和工作温度决定。

从信号检测方式划分, MEMS压力传感器可分为压阻式、电容式和谐振式等; 从敏感膜结构划分, 可分为圆形、方形、矩形和E 形等。

硅压力传感器主要是硅扩散型压阻式压力传感器, 其工艺成熟, 尺寸较小, 且性能优异, 性价比较高。

2.MEMS加速计MEMS加速度计用于测量载体的加速度, 并提供相关的速度和位移信息。

MEMS加速度计的主要性能指标包括测量范围、分辨率、标度因数稳定性、标度因数非线性、噪声、零偏稳定性和带宽等。

电容式、压电式和压阻式MEMS加速度计的性能比技术指标电容式压电式压阻式尺寸大小中等温度范围非常宽宽中等线形度误差高中等低直流响应有无有灵敏度高中等中等冲击造成的零位漂移无有无电路复杂程度高中等低成本高高低3.MEMS陀螺仪MEMS陀螺仪是一种振动式角速率传感器,其特点是几何结构复杂和精准度较高。

基于MEMS技术的传感器设计及其应用

基于MEMS技术的传感器设计及其应用随着科技的发展，MEMS技术（微机电系统技术）被越来越广泛地应用在传感器领域。

MEMS技术通过微米级的创新解决了大量传感器所具有的问题，如大小、功能和价格。

基于MEMS技术的传感器不仅可以检测机械振荡、气体压力和体积，还可以监测温度、湿度、位置和加速度等状态。

本文将介绍基于MEMS技术的传感器设计及其应用的相关信息。

一、MEMS技术及其优势MEMS技术是利用芯片制造工艺，将机械、电子、光学和磁性等微型功能部件集成在一起的技术。

它具有小尺寸、低功耗、高可靠性和可扩展性等特点。

MEMS 技术的传感器设计不仅能够简化传感器的结构，还可以实现小型化和集成化，从而提高传感器的性能和成本效益。

二、基于MEMS技术的传感器设计1. 加速度传感器加速度传感器是基于MEMS技术设计的最常见传感器之一。

它通过测量加速度来检测物体的运动状态。

加速度传感器通常由微型质量和变化电容器组成。

当物体加速度改变时，质量和电容也会随之改变。

这种变化可以转换成电信号输出。

加速度传感器可以广泛应用于汽车、航空航天、智能手机、电子游戏等领域。

2. 气体传感器气体传感器可用于监测气体的浓度，其设计基于微机电系统技术、纳米技术和光学传感技术等多项技术。

气体传感器通常使用化学反应，将气体与传感器内的反应物发生反应，从而检测气体的浓度。

它们可以广泛应用于环境监测、食品安全检测和医学诊断等领域。

3. 压力传感器基于MEMS技术的压力传感器是利用压力传感芯片操作，可以测量各种压力变化的精度高的传感器。

它们可以作为汽车、航空航天、医疗保健和工业控制等领域的必备组件。

压力传感器可用于测量在机械系统内的压力、温度和流量等参数。

三、基于MEMS技术的传感器应用1. 智能家居在智能家居系统中，MEMS传感器可以帮助监测温度、湿度和光线等条件，从而改善居住环境。

MEMS技术及其设计可以实现远程监控，并优化家庭系统的自动化。

多参量MEMS气体质量流量计

ａｅｉｔｏｕｅｒｎｒｄｃｄ．Ｉｈｓｆｏｍｅｅ，ＭＥＭＳｆｗｈｐｉｓｄａｈｅｌｃｍｐｎｎｆｔｅｐｅｉｎｒａｓｕｅｎｔｉｗｔｒｌｏｃｉｓｕｅｓｔｅｋｍｅｏｏｅｔｏｈｒｌｍｉａｙｔｎｄｃｒ，ａｅｉａｅｏｐｗｅｌｒｎｄｄｄｃｔｄｌｗｏｒｃｎｕｔｏｎｅｌｇｎｅｏｄｒｎｔｕｎｓａｓｃａｅ．Ｔｎｔｕｎｅｔｒｓｕｔａｈｇａｕｎａｇｏｓｍｐｉｎｉｔｌｅｔｓｃｎａｙｉｓｒｍｅｔｉｏｉｔｄｉｓｈｅｉｓｒｍｅｔｆａｕｅｌ — ｉｈｍｅｒｇｒｎｅ，ｍｉｒｗｅｏｓｍｐｉｎ，ｎｎｒｓｉｃｐｏｏｒｃｎｕｔｏｏｐｓｕｅｌｓ，ｈｇｅｓｔｉｏｌｗｆｗａｅａｄｑｃｓｎｅａｌａａｙｆｒｔｌｔａｓｓｉｎａｄｎｔｒｉｇｍａａｅｎ，ｅｃＴｕｅｒｓｒｏｓｉｈｓｎｉｉｔｔｏｏｒｔｎｕｉｋｒｐｓｓｗｅｌｓｅｓｏｅｅｒｎｍｉｓｏｎｅｗｏｋｎｎｇｍｅｔｔ．ｈｓｖｙｌｅｏｔｉｏｔｒｗｉｅｉｄｓｔｒｓｅｔｅｆｕ．ｈｓｆｗｍｅｅｌｂｎｗｉｅｕｅｗｉｈｐｐｃｉｕｔｒｌｌｏｖｅＫｅｗｏｄ：ＭｕｔｌａａｔｒＬｗｏｒｃｎｕｔｎＩｔｌｉｅｔｉｔｕｎｙｒｓｌｉｅｐｒｍｅｅｐｓｏｐｗｅｏｓｍｐｉｎｅｇｎｎｒｍｅｔｏｓ

mems传感器发展现状

mems传感器发展现状
随着科技的快速发展，MEMS（微机电系统）传感器在近年来取得了重大突破和进展。

MEMS传感器是一种集成了微机电器件的传感器，它可以检测和测量不同的物理量，如加速度、压力、温度、湿度等。

在过去几年中，MEMS传感器已经成为各种电子设备的基本组成部分，如智能手机、平板电脑、汽车、医疗设备等。

它们的小尺寸、低功耗和高度集成化使得它们在各种领域中具有广泛的应用。

在智能手机领域，MEMS加速度传感器已经广泛应用于屏幕旋转和触摸屏操作的自动切换。

此外，MEMS陀螺仪传感器也在提高智能手机的图像稳定功能方面发挥着重要作用。

在汽车领域，MEMS传感器在安全气囊系统、车辆稳定控制系统和倒车雷达等方面发挥着关键作用。

通过检测车辆的加速度、倾斜角度和轮胎压力等，MEMS传感器可以提供准确的数据，以便及时采取相应的措施。

医疗设备也是MEMS传感器应用的重要领域之一。

例如，MEMS压力传感器可以用于监测患者的血压和呼吸率等生命体征。

此外，MEMS流量传感器可以用于检测呼气流速和输液等。

随着技术的不断进步，MEMS传感器在尺寸、功耗和性能方面也在不断提升。

例如，最新的MEMS加速度传感器采用了
纳米技术，使得其尺寸更小，功耗更低。

此外，一些MEMS 传感器具有更高的灵敏度和更大的测量范围，使得它们在更广泛的应用中具有更好的性能。

总的来说，MEMS传感器在近年来取得了巨大的发展，并在各种领域中得到广泛应用。

随着技术的不断进步，我们有理由相信MEMS传感器的发展前景将会更加广阔。

MEMS传感器及其应用

生物医疗和生物医学方面的应用
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微机械技术在生物医疗中的应用尤其令人惊叹。例如:将微型传感器用口服或皮下注射法送入人体 ,就可对体内的五脏六腑进行直接有效的监测。将特制的微型机器人送入人体 , 可刮去导致心脏病的油脂沉积物 ,除去体内的胆固醇 ,可探测和清除人体内的癌细胞 ,进行视网膜开刀时 ,大夫可将遥控机器人放入眼球内 ,在细胞操作、细胞融合、精细外科、血管、肠道内自动送药等方面应用甚广。MEMS的微小可进入很小的器官和组织和智能能自动地进行细微精确的操作的特点 ,可大大提高介入治疗的精度 ,直接进入相应病变地进行工作 ,降低手术风险。同时 ,可进行基因分析和遗传诊断 ,利用微加工技术制造各种微泵、微阀、微摄子、微沟槽、微器皿和微流量计的器件适合于操作生物细胞和生物大分子。所以 ,微机械在现代医疗技术中的应用潜力巨大 ,为人类最后征服各种绝症延长寿命带来了希望。
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1)影像传感器简单说就是相机镜头，由于只牵涉到微光学与微电子，没有机械成份在里头，即便加入马达、机械驱动的镜头，这类的机械零件也过大，不到「微」的地步，所以此属于光电半导体，属于光学、光电传感器。 2)亮度传感器
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外界并不清楚iPhone4用何种方式感应环境光亮度，而最简单的实现方式是用一个光敏电阻，或者，iPhone4直接用影像传感器充当亮度侦测，也是可行。无论如此，此亦不带机械成份，属于光电类传感器，甚至可能不是微型的，只是一般光学、光电传感器。简单讲就是感测地磁，这样讲还是太学名，感应地磁就是指南针原理，将这种地磁感应电子化、数字化，就称为数字指南针（ DigitalCompass）。老实说，数字指南针技术比较偏玩具性，因为用来感测地磁的磁阻传感器，很容易受环境影响（如高压电塔旁、马达旁），必须时时校正才有用。

MEMS微传感器的工作原理(1)

理，可以设计各种微传感器。
改变2倍。利用这个原
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It
(3)隧道电流敏感原理隧道电流式微传感器是一种高灵敏度的微传感器，具有噪声小、温度系数小以及动态性能好等特点。
隧道电流随距离d的变化曲线
(4)压电敏感原理压电效应:某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生变形时，其两个表面上会产生极性相反的电荷；若将外力去掉时，又重新回到不带电的状态。逆压电效应：在压电材料两端施加一定的电压，材料会表现出一定的形变（伸长或缩短）。
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It
(Байду номын сангаас)隧道电流敏感原理
It V b e xpd
I: 隧道电流，单位为A；
:t 直流驱动电压，单位为V；
1.0 2n 5m eV V: 常数，等于
；
:b 有效隧道势垒高度，单位为eV；
: 隧道电极间距，单位为nm。
1 12
在标准情况下(0.5eV,1nm)，隧道电极间距d 变化0.1nm时，隧道电流
微传感器的分类按传感机理分
压阻压电隧道电容谐振热对流
微传感器的敏感原理 (1)压阻敏感原理当压力作用在单晶硅上时，硅晶体的电阻发生显著变化的效应称为压阻效应。
在外力的作用下，结构中的薄膜或梁上产生应力分布，应力的存在使得压敏电阻的阻值发生变化。
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压阻变化的具体过程
东南大学压阻式微加速度计样品 SEM（扫描电镜）照片
美国IC Sensor公司生产的压阻式加速度计
电容式
悬浮支架加速度
固定支架导电电极
质量块
衬底
a)垂直敏感电容微加速度计结构
固定支点
加速度质量块
感应叉指
悬浮支架

MEMS传感器四大应用领域详解

MEMS 传感器四大应用领域详解
MEMS 传感器作为获取信息的关键器件，对各种传感装置的微型化起着巨大的推动作用，已在太空卫星、运载火箭、航空航天设备、飞机、各种车辆、生特医学及消费电子产品等领域中得到了广泛的应用。

MEMS 传感器典型应用如下图：
随着电子技术的发展，MEMS 的应用领域越来越广泛，由最早的工业、军用航空应用走向普通的民用和消费市场。

在智能手机上，MEMS 传感器提供在声音性能、场景切换、手势识别、方向定位、以及温度/压力/湿度传感器等广泛的应用；在汽车上，MEMS 传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统（TPMS）和车辆稳定性控制增强车辆的性能；医疗领域，通过MEMS 传感器研成功制出微型胰岛素注射泵，并使心脏搭桥移植和人工细胞组织成为现实中可实际使用的治疗方式；在可穿戴应用中，MEMS 传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。

汽车电子MEMS 传感器的应用
汽车电子产业被认为是MEMS 传感器的第一波应用高潮的推动者，MEMS 传感器在汽车上应用的快速发展主要是受益于各国政府全面推出汽车安全规定（比如要求所有汽车采用TPMS 系统）和汽车智慧化的发展趋势。

基于MEMS技术的传感器开发

基于MEMS技术的传感器开发一、引言在当今科技飞速发展的时代，传感器作为获取信息的关键器件，在众多领域发挥着至关重要的作用。

而基于 MEMS（微机电系统）技术的传感器凭借其微型化、集成化、智能化等优势，成为了传感器领域的研究热点和发展方向。

MEMS 技术的出现为传感器的开发带来了革命性的变化，使得传感器在性能、尺寸、成本等方面都有了显著的提升。

二、MEMS 技术概述MEMS 技术是一种将微机械结构与微电子技术相结合的新兴技术，它可以在微米甚至纳米尺度上制造出具有机械、电子、光学等功能的器件和系统。

MEMS 技术的核心工艺包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、封装等，通过这些工艺可以制造出各种微型结构，如悬臂梁、薄膜、腔体等。

MEMS 技术的优点在于其能够实现大规模生产，降低成本，同时提高器件的性能和可靠性。

与传统的传感器制造技术相比，MEMS 技术具有更高的精度、更小的尺寸、更低的功耗和更好的集成性。

三、基于 MEMS 技术的传感器类型基于 MEMS 技术开发的传感器种类繁多，常见的有压力传感器、加速度传感器、陀螺仪、麦克风、温度传感器等。

压力传感器是 MEMS 传感器中应用较为广泛的一种。

它通过测量压力作用下微结构的变形来实现压力的测量。

MEMS 压力传感器具有体积小、精度高、响应快等优点，广泛应用于汽车、医疗、工业等领域。

加速度传感器可以测量物体的加速度信息，常用于智能手机、平板电脑、汽车电子等设备中，用于实现屏幕自动旋转、运动检测等功能。

陀螺仪则用于测量物体的角速度，在导航、航空航天、机器人等领域有着重要的应用。

麦克风是另一种常见的 MEMS 传感器，它具有高灵敏度、低噪声等优点，在智能手机、智能音箱等音频设备中得到了广泛应用。

温度传感器可以实现对环境温度的精确测量，在消费电子、工业控制等领域发挥着重要作用。

四、MEMS 传感器的开发流程MEMS 传感器的开发是一个复杂的过程，通常包括设计、制造、封装和测试等环节。

简述一多流量传感的微型电子机械系统

cal systems 的缩写，微电机械系它即子统，是建立米/ 纳技术在微米 (micro/ nanotechn
ol ogy )基础上的2 1 世纪前沿技术，使之对微米/ 纳米材料进行设计、加工、制造和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统、数字处理系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不但能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA 和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统，既有微电子的处理功能，又有微机械的传感与执行功能，是一全智能系统。 MEMS 特点主要有三点:1、微型化:MEMS 器件体积小，重量轻，耗能低，惯性小，谐振频率高，响应时间 2、短。集成化:可以把不同功能，不同敏感方向和致动方向的多个传感器或执行器集成于一体，形成微传感器阵列或微执行器阵列，甚至可以把多种器件集成在一起以形成更为复杂的微系统，微传感器，微执行器和 1C 集成在一起可以制造出高可靠性和高稳定性的。3, 智能化:MEMS 的制造涉及电子，机械，材料，信息与自动控制，物理，化学和生物等多种学科，同时MEMS 也为上述学科的进一步研究和发展提供了有力的工具。本文介绍的此MEMS 是一种全集成质量流量传感器，具有气体流速、流向、气体种类、温度、压力等多种传感功能，并具有同片集成
传感。
上个电执点有四极行四式Van der pauw 装
(3)气体种类传感这种传感单元也采用多晶硅加热器，窗口

汉川 MEMS气体质量流量计 MF5700系列说明书

气体质量流量计MEMS 系列MF5700在使用本产品之前，请您仔细阅读说明书，并请妥善保管，以备将来需要气体质量流量计气体质量流量计提供世界领先的流量传感器技术及产品，以满MEMS 灵敏度高，能够对极小的始动流量就可以开始计量在单个芯片上实现了多传感器集成，使其量程比达到了50:1甚至更高全量程高稳定性、高精确度和优良的重复性支持多种气体的测量，允许客户对某些特殊气体进行现场标定响应速度快输出方式灵活，提供LCD现场显示，也可提供RS485通讯接口由上位机查询输出数据可通过按键配置参数具有超量程报警指示功能便携式设计，电池供电和外部供电方式可以任意切换NPT连接方式，易于安装与使用也可根据客户需求定制其他接口，食品行业化工行业科研院校机电行业烟草行业玻璃行业分析仪器行业广州汉川仪器仪表有限公司足客户的要求设计和定制产品。

进一步的信息，请直接与我司联系。

1MF5700系列气体质原理是利用流动气体传热传质的依存关系，在其上、下游产生温度变化而得到气体的质量流量。

该流量计同时实现热源的产生与温度的测量。

当芯片处于工作状态时，在传感器的周边形成稳定的温度场分布。

一旦一定质量的气体流过传感器时，气体的流动将破坏该温度场的分布，形成特定并把这一变化转换为电信号，由一个专门的电路变送器对此信号进行放大、调理并作线性化处理。

由于不同质量的气体对传感器的周边形成稳定的温度场分布所产生的扰动不同，因而能测量气体的质量流量或总流量。

下图为该系列流量计的原理框图。

P i n 3)V C CR S 485AR S 485BP i n 4)G N D (3.6～9)VDC选配线缆量流量计是基于广州汉川仪器仪表有限公司自主研制的ＭＥＭＳ流量传感芯片，其的、取决于该气体的质量和速度的温度场分布。

　微机电系统流量计芯片上的传感器将测量这一变化2* SLPM-标准升每分钟，NCM-标准立方米；** 可根据要求定制。

3注：1）按照箭头指示方向接入气流，如果反接，则显示的流量将始终为0;2）产品可以选配一根1米长带MiniUSB插头的连接通讯电缆，该线缆可以实现外部供电和通讯；其引线定义见8.1。

MEMS传感器

目录引言.......................................................................................................................................... １第一章MEMS技术概要 ........................................................................................................... ２技术的发展........................................................................................................................... ２技术发展的浪潮................................................................................................................... ２第二章MEMS传感器分类及典型应用 ................................................................................... ３加速度计............................................................................................................................... ４压阻式微加速度计........................................................................................................ ４电容式微加速度计........................................................................................................ ４压电式微加速度计........................................................................................................ ４微压力传感器....................................................................................................................... ５陀螺....................................................................................................................................... ５微气体传感........................................................................................................................... ６微温度传感器....................................................................................................................... ６第三章国内外MEMS传感器的标准化目前概况 .................................................................. ６MEMS传感器标准化国内概况 ........................................................................................ ６MEMS传感器标准化国外概况 ........................................................................................ ７第四章对我国MEMS传感器标准发展对策的几点建议 ...................................................... ７推出我国自主创新的MEMS传感器标准 ..................................................................... ７加强标准化工作的国际合作........................................................................................... ８加强MEMS传感器标准化工作管理 ............................................................................. ８第五章总结................................................................................................................................ ８参考文献...................................................................................................................................... ９致谢........................................................................................................................................ １０摘要MEMS传感器是随着纳米技术的发展而兴起的新型传感器,具有很多新的特性,相对传统传感器其具有更大的优势。