压电MEMS传感器介绍及原理解析
《解析压电式传感器》课件
通过与已知振动信号比对，校准传感器输 出的振动信号，确保测量结果的可靠性。
3 加速度校准
4 维护方法
使用加速度标准源对传感器进行校准，以 获得准确的加速度测量结果。
定期清洁传感器表面，保持机械结构的正 常运转，及时更换损坏的部件。
压电式传感器的发展趋势
1
纳米技术在压力传感器中的应
用
智能化压力传感器的发展
压电效应是指某些物质在受力作用下产生电极化现象，从而产生电荷或电势差。
2 压电式传感器原理
压电式传感器利用压电晶体的压电效应，将外力转换为电荷或电势差输出。
3 压电晶体的种类
常见的压电晶体包括石英、陶瓷和聚合物等，每种晶体都有其特定的应用领域。
压电式传感器的特点
准确性高
压电式传感器具有高度的 测量准确性，能够提供精 确的测量结果。
灵敏度高
由于压电效应的特性，压 电式传感器对信号的小幅 度变化能够产生较大的响 应。
响应时间快
压电式传感器能够快速响 应外部力的变化，适用于 高频率的信号检测。
压电式传感器的应用
力，压力传感器
压电式传感器可广泛应用于 力学、机械和材料科学领域 中的力和压力测量。
振动传感器
压电式传感器可以用于振动 分析、结构监测和故障诊断 等领域，实现精确的振动测 量。
加速度传感器
压电式传感器可用于测量加 速度和震动信号，广泛应用 于汽车、航空和工业领域。
压电式传感器的优缺点
优点
- 精度高 - 非线性小 - 节能
缺点
- 适用范围受限 - 温度影响大
压电式传感器的校准与维护
为确保压电式传感器的准确性和可靠性，需要进行定期的校准和维护。
1 压力校准
mems压阻式传感器工作原理
mems压阻式传感器工作原理
Mems压阻式传感器是一种基于微机电系统(Microelectromechanical Systems, MEMS)技术制造的压力传感器，通过测量薄膜电阻的变化来检测压力的变化。
工作原理如下：
1. 薄膜制备：在压阻式传感器的芯片上制备一层薄膜，通常使用硅材料制成。
2. 压力感应：当外部施加压力到传感器上时，薄膜会发生变形，变形程度与压力的大小成正比。
3. 电阻变化：薄膜上有一系列的电阻，这些电阻会随着薄膜的变形而发生改变。
通常，薄膜上的电阻布局为一系列细长电阻条，形成一个电桥电路。
4. 电桥电路：电桥电路是由两个电阻共享电流的分压电路。
薄膜上的电阻条为电桥电路提供输入电阻。
当薄膜发生变形时，电桥的电阻比例会发生变化，从而改变了电桥的电压输出。
5. 信号处理：电桥的电压输出信号经过相关的放大和滤波电路进行处理，并转换成数字信号。
6. 压力测量：通过测量电桥输出信号的变化，可以判断外部压力的大小和变化。
Mems压阻式传感器因其小型化、高精度和低功耗等特点，在压力、重力、加速度等方面的测量中得到广泛应用。
压电式传感器工作原理
压电式传感器工作原理压电式传感器是一种将压电效应应用于传感器中的设备，它可以将压力、力、加速度、温度等物理量转换为电信号。
压电效应是指某些晶体在受到外力作用时会产生电荷，这种效应被应用在压电式传感器中，使其能够实现物理量到电信号的转换。
本文将介绍压电式传感器的工作原理及其应用。
1. 压电效应压电效应是指某些晶体在受到外力作用时会产生电荷的现象。
这种效应最早是由法国物理学家居里夫妇在1880年发现的，他们发现某些晶体在受到机械应力时会产生电荷，这种现象被称为正压电效应。
此外，这些晶体在受到电场作用时也会发生形变，这种现象被称为逆压电效应。
这两种效应被应用在压电式传感器中，使其能够实现物理量到电信号的转换。
2. 压电式传感器的结构压电式传感器通常由压电陶瓷、电极、外壳和连接线组成。
压电陶瓷是压电式传感器的核心部件，它是由压电晶体制成的，具有压电效应。
电极用于接收压电陶瓷产生的电荷，并将其转换为电信号。
外壳用于保护压电陶瓷和电极，连接线用于将电信号传输到外部设备。
3. 压电式传感器的工作原理当压电式传感器受到压力、力、加速度或温度等物理量的作用时，压电陶瓷会产生电荷。
这些电荷会被电极接收，并转换为电信号。
这个电信号可以是电压、电流或电荷量，其大小与作用在传感器上的物理量成正比。
通过测量电信号的大小，就可以确定作用在传感器上的物理量的大小。
4. 压电式传感器的应用压电式传感器具有灵敏度高、频率响应快、稳定性好等优点，因此被广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备、航空航天等领域。
例如，在工业自动化中，压电式传感器可以用于测量压力、力等物理量，用于控制和监测生产过程。
在汽车电子中，压电式传感器可以用于测量发动机的振动和噪声，用于改善车辆的驾驶舒适性。
在医疗设备中，压电式传感器可以用于测量血压、心率等生理参数，用于诊断和治疗疾病。
在航空航天中，压电式传感器可以用于测量飞机的结构应力和振动，用于确保飞行安全。
压电式传感器的原理及应用
压电式传感器的原理及应用压电式传感器是一种应用了压电效应的传感器，通过将压电材料置于受力区域，当被测物体发生变形或受力时，压电材料发生形变，从而产生电荷信号，利用该信号来测量被测量的变化情况。
一、压电效应的原理压电效应是一种物理现象，指在压力或拉伸下，某些晶体（通常是晶体的极性方向）会产生电位差。
这种效应被广泛应用于各种传感器中，特别是在加速度计、其它惯性传感器、压力传感器和液位传感器等方面。
二、压电式传感器的原理压电式传感器通常由压电晶体和测量电路组成。
当被测物体发生形变或受力时，压电材料中的极性方向的晶体产生压电效应，导致产生电荷的位移，并与电荷电容匹配的放大器或其他电路连接。
由于被测量的变化（压力，成形，位移等）与电荷位移之间存在特定关系，所以可以根据电荷电荷读数来确定被测物体发生变化的精确程度。
三、压电式传感器的应用由于压电效应具有高灵敏度、高频响应、耐腐蚀、抗干扰等优点，压电式传感器在各种领域得到广泛应用。
1.压力测量：压电式传感器常用于压力传感器的制造，用于测量汽车轮胎、气缸、油压和空气压力等。
2.振动测量：压电式传感器还可以用于测量机器和车辆的振动水平，以便定位有问题的部件。
3.流量测量：压电式传感器在流量测量中应用广泛，例如在医疗方面测量血流，工业方面可以应用于计算液体的流量。
4.力学测试：压电式传感器的高灵敏度和高频响应特性，在体育、自然科学和工程学中用于测量冲击、震动和变形等量。
5.地震观测：压电式传感器还可以用于地震观测，以便在监测过程中测量地震的振动率。
压电式传感器在上述应用领域中具有重要作用，并与其他类型的传感器如压阻式传感器、光电式传感器、磁性传感器等合作，实现了各种领域的数据测量工作，体现了良好的应用前景。
MEMS压力传感器原理及应用详解
MEMS压力传感器原理及应用详解目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机电传感器。
硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本。
惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。
其电原理如图1所示。
硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本如图2。
图1 惠斯顿电桥电原理图2 应变片电桥的光刻版本MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01%~0.03%FS。
硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器。
应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成如图2的电阻应变片电桥电路。
当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，发生弹性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，产生电桥输出与压力成正比的电压信号。
图4是封装如IC的硅压阻式压力传感器实物照片。
MEMS硅压阻式压力传感器图3 硅压阻式压力传感器结构图4 硅压阻式压力传感器实物MEMS电容式压力传感器电容式压力传感器利用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大小，即△压力=△电容量。
电容式压力传感器实物如图。
图5 电容式压力传感器结构图6 电容式压力传感器实物MEMS压力传感器的应用MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS（轮胎压力监测系统）、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器（TMAP）、柴油机共轨压力传感器;消费电子，如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器、洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器;工业电子，如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。
MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术
MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）压力传感器是一种利用微加工技术制造的微小化压力传感器。
它的结构与工作原理主要有晶体硅薄膜结构、电容式结构和热敏电阻式结构。
一、晶体硅薄膜结构是MEMS压力传感器最常见的结构形式之一、其基本结构包括压阻结构、桥电路和信号处理电路。
压阻结构由压敏电阻、硅晶片、基座和开孔组成。
通过外加压力使压敏电阻发生应变，进而改变电阻值，检测到的变化通过桥电路产生电压信号，经信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
二、电容式结构是另一种常见的MEMS压力传感器结构形式。
其基本结构包括电容器和悬梁。
电容器由两个金属电极和介电层构成，当外界施加压力时，悬梁固定端会发生微小变形，从而改变电容值，进而检测到的变化通过信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
三、热敏电阻式结构是一种利用热调制技术实现压力测量的MEMS压力传感器结构形式。
其基本结构是热敏电阻和温度传感器。
通过加热热敏电阻，使其温度升高，从而产生温度随压力变化的换算电阻变化。
测量到的电阻变化通过温度传感器转换为电压信号，经信号处理电路放大、滤波和线性化等处理后，输出与压力成正比的电信号。
在工业自动化领域，MEMS压力传感器可以应用于液压系统、气动系统、流量控制、压缩机等设备中，用于监测和控制压力。
在汽车电子领域，MEMS压力传感器可以应用于汽车发动机管理系统、车身悬挂系统、刹车系统等，用于精确测量和控制各个系统的压力。
在医疗器械领域，MEMS压力传感器可以应用于血压监测、呼吸机、心脏起搏器等设备中，用于精确测量患者的生理压力。
在消费电子领域，MEMS压力传感器可以应用于智能手机、平板电脑、手表等设备中，用于实现触摸屏、步数计、海拔计等功能。
总之，MEMS压力传感器以其微小化、高精度、低成本的特点，广泛应用于各个行业和领域，提供了可靠的压力测量和控制解决方案。
mems压力传感器原理及应用
mems压力传感器原理及应用一、MEMS压力传感器的基本原理MEMS压力传感器是一种微机电系统（MEMS）技术应用的传感器，它通过测量介质的压力来实现对物理量的检测。
其基本原理是利用微机电系统技术制造出微小结构，通过这些结构对介质产生的压力进行敏感检测，并将检测到的信号转换为可读取的电信号。
二、MEMS压力传感器的结构1. 敏感元件：敏感元件是MEMS压力传感器最核心的部分，它通常由微型弹性薄膜或微型悬臂梁等制成。
当介质施加在敏感元件上时，它会发生形变，从而改变其阻抗、电容、电阻等物理参数。
2. 支撑结构：支撑结构是用于支撑敏感元件和保持其稳定工作状态的部分。
通常采用硅基板或玻璃基板制成。
3. 封装壳体：封装壳体主要用于保护敏感元件和支撑结构不受外界环境影响，并提供良好的密封性和机械强度。
三、MEMS压力传感器的工作原理1. 压电式压力传感器：压电式压力传感器是利用压电效应来测量介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，并产生相应的电荷，从而实现对介质压力的检测。
2. 电阻式压力传感器：电阻式压力传感器是利用敏感元件阻值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，从而改变其阻值大小。
3. 电容式压力传感器：电容式压力传感器是利用敏感元件与基板之间的微小空气间隙产生的电容值随着形变程度的变化来检测介质的压力。
当介质施加在敏感元件上时，会使得其发生形变，从而改变其与基板之间空气间隙大小。
四、MEMS压力传感器的应用1. 工业领域：MEMS压力传感器广泛应用于工业自动化、流量计量、液位控制等领域中。
2. 汽车领域：MEMS压力传感器在汽车领域的应用主要包括轮胎压力检测、制动系统控制、发动机燃油喷射等方面。
3. 医疗领域：MEMS压力传感器在医疗领域的应用主要包括血压计、呼吸机等方面。
4. 生物医学领域：MEMS压力传感器在生物医学领域的应用主要包括心脏起搏器、人工耳蜗等方面。
一种MEMS压电传感器及其制作方法与流程
一种MEMS压电传感器及其制作方法与流程前言MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写，是微纳加工技术、传感器技术、电子技术、材料技术等多种技术交叉融合的产物，应用广泛。
本文介绍的MEMS压电传感器是一种基于MEMS技术的压力传感器，它具有灵敏度高、响应速度快等优点。
本文将详细介绍这种MEMS压电传感器的制作方法与流程。
MEMS压电传感器简介MEMS压电传感器是基于压电效应制造的一种传感器。
当被测物体受力时，MEMS压电传感器会产生一定的电荷量，该电荷量与被测物体所受的压力成正比。
MEMS压电传感器具有以下优点：•灵敏度高：MEMS压电传感器可以检测到微小的力量变化，可以检测压力的微小变化。
•响应速度快：MEMS压电传感器的响应速度非常快，可以实现高速数据采集。
•抗干扰性强：MEMS压电传感器对其他干扰信号的响应很小，因此可以准确地检测被测物体受力的情况。
•体积小：MEMS压电传感器可以制造成小型化的传感器，便于集成在其他设备中进行测量。
MEMS压电传感器制作方法这里介绍的MEMS压电传感器制作方法是基于硅芯片制造技术的。
制作流程包括芯片制备、光刻、刻蚀、金属蒸镀等多个步骤。
芯片制备首先需要制备一块完整的硅芯片作为基板。
硅芯片的制作采用半导体工艺，一般包括以下几个步骤：1.板片清洗：去除硅片表面的杂质、油污等，使其表面清洁。
2.微米级平整化处理：用刻蚀等工艺将硅片上不平整的部分去除，使其表面平整。
3.氧化：在硅片表面形成一层二氧化硅，作为其它工艺的保护膜。
4.光刻：在硅片表面涂上光刻胶，并用光刻机在胶层上暴光、显影，形成图形。
5.陶瓷掩膜制作：采用电子束光刻等工艺在陶瓷掩膜上形成相应的图形。
6.离子注入：使用离子注入机器，将离子注入硅片中，形成PN结等器件。
7.退火处理：通过高温退火等处理方法，使得进入硅片内部的颗粒发生变化，形成所需的器件。
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压电MEMS传感器介绍及原理解析一、压电效应及压电材料1、压电效应压电材料是指受到压力作用在其两端面会出现电荷的一大类单晶或多晶的固体材料，它是进行能量转换和信号传递的重要载体。
最早报道材料具有压电特性的是法国物理学家居里兄弟，1880年他们发现把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成正比，并将其成为压电效应。
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应两种。
某些介电体在机械力作用下发生形变，使介电体内正负电荷中心发生相对位移而极化，以致两端表面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与应力成比例。
这种由“压力”产生“电”的现象称为正压电效应。
反之，如果将具有压电效应的介电体置于外电场中，电场使介质内部正负电荷位移，导致介质产生形变。
这种由“电”产生“机械变形”的现象称为逆压电效应。
2、压电材料（1）压电单晶压电单晶是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。
这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。
如石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。
压电单晶材料的生长方法包括水热法、提拉法、坩埚下降法和泡生法等。
（2）压电陶瓷压电陶瓷则泛指压电多晶体，是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体，具有压电性的陶瓷称压电陶瓷。
压电陶瓷材料具有良好的耐潮湿、耐磨和耐高温性能，硬度较高，物理和化学性能稳定。
压电陶瓷材料包括钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT等。
（3）压电薄膜压电薄膜材料是原子或原子团经过或溅射的方法沉积在衬底上而形成的，其结构可以是费静态、多晶甚至是单晶。
压电薄膜制备的器件不需要使用价格昂贵的压电单晶，只要在衬底上沉积一层很薄的压电材料，因而具有经济和省料的特点。
而且制备薄膜过程中按照一定取向来沉积薄膜，不需要进行极化定向和切割等工艺。
另外，利用压电薄膜制备的器件应用范围广泛、制作简单、成本低廉，同时其能量转换效率高，还能与半导体工艺集成，符合压电器件微型化和集成化的趋势。
压电薄膜的主要制备方法目前应用较为广泛的压电薄膜材料主要有氮化铝AlN)、氧化锌(ZnO)和PZT系列的压电薄膜材料。
性能比较如下表所示：AlN是一种具有纤锌矿结构的重要III-V族氮化物，其结构稳定性高。
与ZnO和PZT压电薄膜相比较，AlN薄膜的压电响应较低，但是其优点在于AlN薄膜的声波速较高，这就使得AlN薄膜可以用来制备高频下如GHz的滤波器件和高频谐振器等。
此外，AlN压电薄膜是一种很好的高温材料，因为AlN材料的压电性在温度为1200℃时依旧良好，所以AlN 压电薄膜器件能够适应高温环境，该薄膜材料还具有很高的化学稳定性，在腐蚀性工作环境下薄膜器件依旧能够正常工作而不受影响。
AlN材料还具有良好的热传导性能，在器件工作时会及时将产生的热量传导出去，不会因为产热过多而减少器件的使用寿命。
由于AlN薄膜材料的多方面性能优点使其得到了相应的应用。
例如基于AlN压电薄膜的体声波谐振器（FBAR），其谐振频率可达GHz，在通讯领域得到了广泛的应用。
ZnO与AlN一样具有纤锌矿结构。
高质量高c轴择优取向的ZnO具有很好的压电性能。
ZnO晶格常数与硅衬底相差不多，所以晶格匹配度高。
目前制备洁净度高的ZnO薄膜技术已经很成熟。
然而，ZnO很大的缺陷在于难以用于恶劣的环境，由于其是两性氧化物，所以抗腐蚀的能力很弱，这就影响了其在一些特定环境下的应用。
锆钛酸铅是由PbTiO3和PbZrO3组成的二元系固溶体，其化学式为Pb（Zr1-xTIx）O3，简写为PZT。
PbTIO3和PbZrO3均是ABO3型钙钛矿结构，所以PZT也是钙钛矿结构。
此外，还可以在PZT中添加其它微量元素（如铌、锑、锡、锰、钨等）来改善性能。
PZT薄膜是目前应用最为广泛的压电材料之一，就是高压电特性的PZT材料已经被大量应用在了扬声器、超声成像探头、超声换能器、蜂鸣器和超声电机等电子器件中。
最早人们利用溶胶-凝胶法制备了PZT薄膜，并在MEMS器件中进行实际应用，如驱动器、换能器和压力传感器。
随着薄膜制备技术的提高，开始涌现出多种制备手段，并且也利用多种技术制备了PZT压电薄膜，如磁控溅射技术、脉冲激光沉积技术（PLD）、化学气相沉积（CVD）和金属化合物气相沉积技术等。
PZT压电薄膜与非铁电的ZnO材料相比较，最重要的优点就是PZT材料具有铁电性，在一定的外加电场和温度条件下，PZT材料内部电畴发生转动，自发极化方向重新确定，这样使得在多晶材料中原本随机排列的极化轴通过电场的作用取向排列而产生了净压电响应。
所以PZT材料的压电性能要高于ZnO材料，是ZnO的两倍以上。
在光电子学、微电子学、微机电系统和集成光学等领域，PZT薄膜已经被广泛应用。
PZT薄膜材料具有高介电常数、低的声波速度、高的耦合系数，横向压电系数和纵向压电系数在三者之中最高，也被视为三者之中最为有前途的压电薄膜材料，但是PZT薄膜制备过程复杂，与MEMS工艺兼容性较差，制备过程须严格控制各组分的比例，压电特性受到晶向、成分配比、颗粒度等因素影响，重复制备高质量的PZT薄膜存在较大困难。
目前工业界最常采用的压电材料仍以AlN为主流。
二、压电MEMS传感器1、压电MEMS喷墨打印头喷墨打印为个人文档打印提供了灵活、经济的解决方案，目前仍在家庭和小型办公环境中大量应用。
同时，CAD和图形艺术应用的大型宽幅打印将喷墨打印作为单次打印和小批量打印的技术选择。
MEMS技术为之带来了“诱人”的解决方案：每个喷墨打印头拥有更高的喷嘴密度，以及通过大批量生产实现可接受的制造成本。
打印头主要有两种技术方案：热发泡打印和压电打印。
大多数压电喷墨打印头使用PZT 压电陶瓷材料，采用薄膜沉积PZT压电陶瓷代替整块PZT压电陶瓷具有巨大的应用前景。
薄膜沉积PZT压电陶瓷的优势包括：更好的控制墨滴尺寸以调节灰度值和降低功耗。
2007年，爱普生推出了薄膜压电(TFP)打印头，广泛应用于爱普生大幅面打印机的范围内。
2013年9月，爱普生公司宣布其新一代喷墨打印技术：PrecisionCore，第一次推出采用PZT薄膜技术制造的MEMS喷墨打印头，进一步提供超高打印速度和极佳的图像品质。
爱普生PrecisionCore打印头打印头所使用压电材料为PZT厚膜压电材料。
2、MEMS自动对焦执行器目前的自动对焦功能还主要依赖于体积巨大、耗电量高且成本昂贵的音圈电机提供动力。
而基于压电MEMS技术的自动对焦镜头已进入商用阶段。
通过在一块薄玻璃上粘上几个压电电极，它们可以使玻璃弯曲，从而改变聚合物块的表面，使其变成透镜。
致动量确定曲率并因此确定焦点。
MEMS及VCM性能对比代表企业为poLight，采用意法半导体的薄膜压电式技术，其创新的可调镜头（TLens，Tuneable Lens）通过压电执行器改变聚合膜的形状，模拟人眼的对焦功能。
这项应用被视为相机自动对焦的最佳解决方案。
TLens镜头可瞬间完成对焦，调焦速度是传统解决方案的十倍，而电池耗电量只有传统方案的二十分之一。
同时，拍照后相机自动重新对焦的功能也有相当的进步，可为摄像任务提供连续稳定的自动对焦服务。
自动对焦执行器所使用压电材料为PZT厚膜压电材料。
3、压电式MEMS能量收集器自1969年Wen.H.Ko在专利（US Patent 3 456 134）中提出一种采集心跳活动能量的小型压电悬臂梁式能量采集器以来，世界上许多研究团体已经开展了一系列关于压电式能量采集器的研究。
利用MEMS技术制作压电能量采集器，可将器件微型化、批量化，使其与已经逐步微型化的无线传感器节点等其它电子器件更好的集成在一起，最终实现自供能的无线传感器节点等微器件系统。
目前，MEMS压电供能系统多采用悬臂梁结构。
美国UC Berkeley大学设计的波状AlN压电能量采集器MicroGen Systems公司推出振动能量收集BOLT Power Cell，实现了一款实时无线传感器网络，MicroGen的压电式MEMS振动能量收集器或微功率发电机技术进行供电。
在MicroGen公司BOLT Power Cell的内部是一个小型半导体MEMS芯片，其采用类似于计算机芯片行业的工艺进行制造。
该芯片是一个面积约为1.0cm2的压电式MEMS MPG，其包括一个含有压电式薄膜的末端质量加载微悬臂。
当MPG的悬臂由于外部振动力的原因而上下弯曲时，将产生交流电。
在谐振时AC功率输出达到最大，此时其大约为100μW (在120Hz 和≥0.1g) 和900μW (在600Hz 和≥0.5g)。
在采集了能量之后，将其暂时存储在一个300μF的电容器中。
能量收集器中所使用压电材料一般为AlN及PZT薄膜压电材料。
4、压电MEMS麦克风与电容式MEMS麦克风不同，压电式麦克风的结构相对简单，它是一个伴随声音变化而变化的悬臂膜，通过压电效应直接产生放大的电压。
由于器件原理的不同，这种压电麦克风的专用放大电路的设计相比电容式而言简单许多——因为压电式麦克风不需要高的偏压或增益微调，因此不再需要电荷泵和增益微调电路块，从而使得后续处理电路的结构简单，尺寸也较小；另外，无电荷泵也使得麦克风的启动几乎是瞬时的并且提高了电源抑制比（PSRR）。
压电MEMS麦克风可用于室内、户外、烟雾缭绕的厨房等所有环境，这对于大型语音控制及监控MEMS麦克风阵列来说是非常关键的特性，因为在这样的环境中，MEMS麦克风阵列的可靠性将会是主要问题。
此外，电容式麦克风系统需要持续的监听类似“Alexa”或“Siri”等关键词，而压电式麦克风则没有电荷泵，具有非常短的启动时间。
因此，在压电式MEMS麦克风处于“永久监听”（always listening）模式时，它们的工作循环周期非常快，能够降低90%的系统能耗。
压电声学传感器代表厂商为美国Vesper公司，Vesper是来自密歇根大学的Bobby Littrell 和Karl Grosh于200年创立，总部位于美国马塞诸塞州波士顿，是一家私人持有的MEMS 初创公司。
Vesper产品采用的是压电式技术。
在潜心解决了氮化铝（AlN）薄膜淀积技术和一系列其它关键技术难题后，Vesper公司于2014年组建了工程团队并在代工厂投放了产品。
Vesper压电MEMS麦克风所使用压电材料为AlN，另有一家初创公司GMEMS推出的压电MEMS麦克风使用的压电材料为PZT。
5、超声波指纹传感器目前已经商业化的指纹传感器多是基于电容式原理，需要指纹直接接触传感器。
而超声波传感器避免指纹感光原件与手指的直接接触，避免了汗水油污等对接触式指纹识别成功率的影响，可以在显示屏下方对指纹进行识别。