MEMS传感器研究现状和发展趋势
传感器技术的最新进展与应用前景

传感器技术的最新进展与应用前景在当今科技飞速发展的时代,传感器技术作为一项关键的技术领域,正经历着日新月异的变革。
传感器如同人类感知世界的“触角”,能够将各种物理、化学和生物信息转化为可测量和可处理的电信号,为我们提供了对周围环境和系统的深入了解。
近年来,传感器技术在多个方面取得了显著的进展。
首先,在材料科学的推动下,新型敏感材料的出现大大提高了传感器的性能。
例如,纳米材料由于其独特的物理和化学性质,被广泛应用于传感器的制造中。
纳米级的金属氧化物、碳纳米管和量子点等材料,具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更好的选择性,使得传感器能够检测到更低浓度的物质和更微小的物理变化。
其次,微机电系统(MEMS)技术的不断成熟为传感器的微型化和集成化提供了强大的支持。
MEMS 传感器将机械部件、传感器和电子电路集成在一个微小的芯片上,不仅减小了传感器的体积和重量,还降低了成本和功耗。
如今,MEMS 加速度计、陀螺仪和压力传感器等已经广泛应用于智能手机、汽车电子和航空航天等领域。
再者,智能化和网络化也是传感器技术发展的重要趋势。
智能传感器具备了数据处理和自我诊断的能力,能够对采集到的数据进行实时分析和预处理,减少了传输的数据量和对后端系统的处理压力。
同时,通过无线网络技术,传感器可以实现互联互通,形成大规模的传感器网络,从而实现对大范围区域的实时监测和数据采集。
在应用领域,传感器技术的发展带来了广泛而深刻的影响。
在医疗健康领域,传感器技术的应用为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
例如,可穿戴式传感器能够实时监测人体的生理参数,如心率、血压、血糖和体温等。
这些传感器可以与智能手机或云平台连接,将数据传输给医生或健康管理机构,实现远程医疗和健康监测。
此外,植入式传感器在体内环境监测和疾病治疗方面也发挥着重要作用,如心脏起搏器中的传感器可以实时监测心脏的电活动,调整起搏参数,提高治疗效果。
在工业生产中,传感器技术是实现智能制造和工业 40 的关键。
MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法探讨

MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法探讨MEMS(Microelectromechanical Systems)传感器是一种将微纳米技术与传感器技术结合的新型传感器,具有小尺寸、低功耗、高分辨率等优点。
随着科技的不断发展,MEMS传感器在各个领域的应用逐渐增多,同时也面临着如何提高精度的挑战。
本文将探讨MEMS传感器的应用走势及提高精度的方法。
第一部分:MEMS传感器的应用走势1.汽车领域:MEMS传感器在汽车领域的应用非常广泛,主要应用于车辆稳定性控制、安全气囊、轮胎压力监测等方面。
随着自动驾驶技术的发展,MEMS传感器在汽车中的应用将会更加重要。
2.智能手机和消费电子产品:MEMS传感器在智能手机和消费电子产品中的应用也非常广泛,如加速度计、陀螺仪、磁力计等。
这些传感器可以实现手机的重力感应、指南针定位等功能,为用户提供更好的交互体验。
3.医疗器械:MEMS传感器在医疗器械领域的应用也越来越多,如血压计、心率监测器、呼吸监测器等。
这些传感器可以实时监测患者的生理数据,为医生提供更好的诊断和治疗依据。
4.工业自动化:MEMS传感器在工业自动化中的应用也很广泛,如加速度计、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器可以实时监测工业设备的运行状态,实现设备的故障预警和节能优化。
1.器件设计优化:通过优化器件的结构和材料选择,可以提高MEMS传感器的精度。
例如,可以采用优质的材料、增加传感器的灵敏度等方式来提高传感器的精度。
2.信号处理算法优化:通过优化传感器的信号处理算法,可以提高传感器的精度。
例如,可以采用滤波器对原始信号进行滤波,减少噪声干扰。
另外,还可以使用自适应算法来提高传感器的稳定性和精度。
3.温度补偿技术:MEMS传感器的精度易受环境温度的影响,温度补偿技术可以有效降低温度对传感器精度的影响。
例如,可以通过使用温度传感器来对传感器的输出进行校正,提高精度。
4.校准和测试技术:进行传感器的校准和测试也是提高精度的关键。
MEMS传感器在医疗及生命科学领域的应用

传感器在生命科学领域的应用——MEMS 传感器在生命科学领域大放异彩目录1.MEMS的发展历史2.什么是MEMS传感器3.MEMS传感器的特点4.MEMS传感器的研究内容5.MEMS在生命科学领域的应用6.MEMS的封装MEMS的发展史⏹MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初,当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。
由于薄硅片振动膜在压力下变形,会影响其表面的压敏电阻曲线,这种变化可以把压力转换成电信号。
后来的电路则包括电容感应移动质量加速计,用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。
⏹第二轮商业化出现于20世纪90年代,主要围绕着PC和信息技术的兴起。
TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪,而热式喷墨打印头现在仍然大行其道。
MEMS的发展趋势⏹第三轮商业化可以说出现于世纪之交,微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。
尽管该市场现在萧条,但微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。
⏹目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展,其开始向工业、医疗、测试仪器等新领域扩张。
推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针,以及所谓的'片上实验室'生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。
什么是MEMS传感器?⏹微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术,它的操作范围在微米范围内。
比它更小的,在纳米范围的类似的技术被称为纳机电系统。
⏹MEMS(微机电系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。
MEMS特点⏹微型化⏹智能化⏹多功能⏹高集成度⏹适于大批量生产MEMS研究内容MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。
MEMS传感器论文

MEMS传感器应用及发展一 MEMS传感器简介传感器是将外部信号转化为电信号的一种装置,能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件,通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是传感器中能直接感受或响应外界信号的部分,转换元件的传感器中能直接感受或响应外界信号的部分,转换元件是传感器中能将敏感元件感受或响应的外界信号转换成适合于传输或测量的电信号的部分。
微机电传感器(MEMS传感器)是利用微机械加工技术与微电子加工技术制作的各种传感器,与传统技术制作的传感器相比,具有以下特点:(1)微型化和集成化。
(2)高精度,高寿命。
(3)低成本。
(4)低功耗。
(5)快速响应。
二MEMS传感器类型传统的传感器有压阻传感器、电容传感器、压电传感器、谐振传感器、隧道传感器、热传感器、光传感器、化学传感器等。
MEMS传感器除此之外,较为典型且技术相对成熟的是微加速度计和微陀螺仪。
微加速度计最典型的原理是:以一个质量块作为敏感部件,当载体有某一方向的加速度时,质量快向一个方向偏移,然后通过电极测量这个位移量(或产生偏移的惯性力)换算为加速度。
其测量方法分类有:压阻式加速度计、电容式、隧道电流式、谐振式、热传感式。
微加速度计的研究方向为:1.频率响应特性的改善;2.阻尼控制;3.横向灵敏度的抑制;4.温度漂移的抑制;5.信号检测与处理电路;6.封装。
微陀螺传感器也叫微陀螺仪,是一种自爱硅微结构的微米技术基础上发展起来的一类技术难度较大的MEMS产品。
所有微陀螺仪的工作原理是一样的:敏感元件(质量块或质量片)在激励模式下振动,沿垂直于振动方向的对称轴施加角速度,在哥氏惯性力的作用下,质量块将在三维空间的另一方向上以敏感模态的固有频率振动,幅度与角速度大小成正比,相位与角速度方向有关。
由敏感模态的振动就可以知道角速度。
三MEMS传感器材料半导体传感器材料主要是硅,其次是锗、砷化镓、锑化铟、碲化铅、硫化镉等。
主要用于制造力敏、热敏、光敏、磁敏、射线敏等传感器。
简述传感器的技术发展趋势

简述传感器的技术发展趋势
传感器技术发展的趋势可以总结为以下几点:
1. 微型化和集成化:传感器正朝着微型化和集成化方向发展,通过采用微纳制造技术,传感器的体积和重量逐渐减小,可以更方便地集成到各种设备和系统中。
2. 多功能性:传感器不再局限于单一的功能,而是朝着多功能集成的方向发展。
例如,一个传感器可以同时测量不同的物理量,或者通过与其他传感器的组合,实现更精确的测量和控制。
3. 无线通信:传感器与物联网的结合使得无线通信成为传感器技术的重要发展方向。
通过无线通信模块,传感器可以实现与其他设备的远程通信和数据传输,从而实现智能化的监测和控制。
4. 高灵敏度和高分辨率:传感器的灵敏度和分辨率是其性能的重要指标。
目前,各种新材料和技术的引入使得传感器的灵敏度和分辨率不断提高,能够更准确地检测和量化所测量的物理量。
5. 低功耗和长寿命:在移动设备和无线传感网络等应用中,传感器的功耗和寿命是非常重要的考虑因素。
因此,传感器技术的发展趋势是降低功耗,并提高传感器的使用寿命。
总之,传感器技术的发展趋势是微型化、集成化、多功能化、无线通信、高灵敏度、高分辨率、低功耗和长寿命。
这些趋势将推动传感器在各个领域的广泛应用。
MEMS技术现状与发展前景

究 , 引起 了世 界各 国政 府 的 高 度 关 注 ,也 掀 开 了 ME MS领 域 的科 技 创 新 高 潮 。 微 机 电系 统 是 精 细 加 工 的 一种 , 它 是 建 立 在
微米 / 纳 米 技术 ( mi c r o / n a n o t e c h n o l o g y ) 基 础 上 的 2 l 世 纪前沿技术 , ME MS本 质 上 是 一 种 把 微 型 机
Ke y wo r d s : ME MS( Mi c r o E l e c r t o Me c h a n i c a l S y s t e ms ) ; F o u n d r i e s ; ME MS p r o c e s s ; ME MS p a c k a g i n g
Me c h a n i c a l S y s t e ms ( ME MS )t e c h n o l o g y a r e i n t r o d u c e d . T h e p a c k a g i n g t e c h n o l o g y a n d e x i s t i n g
t e c h no l og i e s
ME MS是 由 半 导 体制 造 技 术 发 展 而 来 ,采 用
类 似 统 。 它 的
械元件 ( 如传 感器 、 制 动器等) 与 电子 电路 集 成 在
同一颗 芯 片上 的 半 导体 技 术 。一般 芯 片 只 是利 用
起源 可追溯到 2 0世 纪 5 0年 代 ,人 们 发 现 半 导 体 S i 的压 阻 效 应 后 开 始 了对 s i 传 感 器 的研 究 工 作 。
到 1 9 8 7年 , 冯 龙 生等 人研 制 出可 动 的硅 微 型 静 电 电机 , 使 人 类 从 传 感 器研 究 转 向真 正 的 ME MS研
MEMS压力传感器分析

MEMS压力传感器名词解释:MEMS:Micro-Electro Mechanical System,微型电子机械系统或微机电系统,是利用半导体集成电路加工和超精密机械加工等多种技术,并应用现代信息技术制作而成的微型器件或系统。
半导体集成电路:一种通过一定工艺把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,具备所需电路功能的微型电子器件或部件。
晶圆:硅半导体集成电路或 MEMS 器件和芯片制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。
单晶硅:硅的一种形态,具有完整的点阵结构且晶体内原子都是呈周期性规则排列的硅晶体,是 MEMS 的主要材料。
多晶硅:硅的一种形态,晶体内各局部区域里原子呈周期性排列,但不同局部区域之间的原子排列无序,在MEMS 中多用于结构层和电极导电层。
二氧化硅:硅的一种氧化物,一般指通过热氧化和沉积等方法制作而成的薄膜材料,在MEMS 中多用于绝缘层、掩膜和牺牲层。
惠斯顿电桥:由四个电阻组成的电桥电路,是一种可利用电阻变化来测量外部物理量变化的电路器件设计。
压电效应:某些电介质受到外部机械力作用而变形时,电介质材料内部产生极化并产生正负相反的电荷的现象。
EDA:Electronic Design Automation,电子设计自动化,指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术,完成电子产品的自动设计。
封装:集成电路和 MEMS 的安装、固定、密封工艺过程,具有实现集成电路、MEMS 管脚与外部电路的连接,并防止外界杂质腐蚀电路的作用。
PCB:Printed Circuit Board,印制电路板,是组装电子产品各电子元器件用的基板,是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。
温漂:温度漂移,指环境温度变化造成半导体集成电路、MEMS 等器件性能参数变化,导致器件参数不稳定甚至无法工作的现象。
MEMS技术

MEMS技术
三、MEMS微传感器的研究现状与发展方向
MEMS未来的发展趋势为微细化、集成化、多元化与产业化四方面。
1.微机械压力传感器
分类:压阻式和电容式两类。 结构:圆形、方形、矩形、E形等多种结构。
发展方向:
1)智能化
2)低量程
3)拓宽温度范围
4)开发谐振式微机械压力传感器
2.微加速度传感器
分类:压阻式、电容式、力平衡式和谐振式。
第二轮商业化出现在20世纪90年代,主要围绕着PC和信息技术的 兴起。
第三轮商业化可以说出现于世纪之交,微光学器件通过全光开关及 相关机器而成为光纤通信的补充。
目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展,其开始向工业、 医疗、测试仪器等新领域扩张。推动第四轮商业化的其他应用包括一 些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针,以 及所谓的“片上实验室”,生化药品开发系统和微型药品输送系统的 静态和移动器件。
图4-14 微气敏传感器
MEMS技术
6.微机械温度传感器
微机械传感器与传统的传感器相比,具有体积小、重量轻的特 点,其固有热容量仅为10-8~10-15J/K,使其在温度测量方面具 有传统温度传感器不可比拟的优势。
物联网
MEMS技术
图4-13 质量流量传感器
MEMS技术
5.微气敏传感器
气敏传感器的工作原理是声表面波器件的波速和频率会随外界环 境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表 面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气 体相互作用(化学作用、生物作用或物理吸附),使得气敏薄膜的 膜层质量和导电率发生变化,引起 压电晶体的声表面波频发生 漂移;气体浓度不同,膜层 质量和导电率变化程度亦 不同,即引起声表面 波频率的变化也不 同。通过测量声表 面波频率的变化就 可以准确地反映气 体浓度的变化。
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MEMS传感器研究现状和发展趋势摘要:微型化、集成化及智能化是当今科学技术的主要发展方向。
随着微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem,MEMS)和微加工技术的发展,微型传感器也随之迅速发展。
介绍了MEMS传感器概念及种类,并对其研究现状、应用领域进行了分析总结和介绍。
最后,对MEMS传感器的一些发展趋势进行了论述和展望。
关键词:MEMS;传感器;微系统0引言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,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时,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。
第一个微型传感器诞生于1962年,至此开启了MEMS 技术的先河[1]。
此后,MEMS传感器作为MEMS技术的重要分支发展速度最快,长期受到美、日、英、俄等世界大国的高度重视,各国纷纷将MEMS传感器技术作为战略性技术领域之一,投入巨资进行专项研究。
随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展,传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展,MEMS传感器逐步取代传统的机械传感器,占据传感器主导地位,并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。
1MEMS传感器及分类从微小化和集成化的角度,MEMS(或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统[2]。
微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上发展起来的,融合了硅微加工和精密机械加工等多种微加工技术,并应用现代信息技术构成的微型系统。
是20世纪末、21世纪初兴起的科学前沿,是当前十分活跃的研究领域,涉及多学科的交叉,如物理学、力学、化学、生物学等基础学科和材料、机械、电子、信息等工程技术学科[3]。
该领域研究时间虽然很短,但是已经在工业、农业、机械电子、生物医疗等方面取得很大的突破,同时产生了巨大的经济效益。
1.1MEMS传感器MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS 器件的一个重要分支。
依赖于MEMS技术的传感器主要有以下技术特点:1)微型化:体积微小是MEMS器件最为明显的特征,其芯片的尺度基本为纳米或微米级别。
2)多样化:MEMS的多样化主要表现在其工艺、应用领域及材料等方面。
3)集成化:通过MEMS工艺,可以实现对功能、敏感方向不同的多个传感器的集成,形成微传感器阵列或微系统。
4)尺度相应现象:MEMS芯片尺度的缩小,对原有理论基础带来了较大影响,如力的尺寸效应、微摩擦学、微构造学、微热力学等,都需要更加深入的研究。
5)批量化:MEMS器件与微电子芯片相似,可进行大批量生产且生产成本不高,有利于MEMS 产品工业化规模经济的实现。
1.2MEMS传感器典型分类MEMS传感器按照测量性质可以分为物理MEMS传感器、化学MEMS传感器、生物MEMS传感器[4]。
其中每种MEMS传感器又有多种细分方法,如微加速度计,按检测质量的运动方式划分,有角振动式和线振动式加速度计;按检测质量支承方式划分,有扭摆式、悬臂梁式和弹簧支承方式;按信号检测方式划分,有电容式、电阻式和隧道电流式;按控制方式划分,有开环和闭环式。
2MEMS传感器研究现状MEMS技术最早由年的诺贝尔物理奖得主RichardPfeynman于1959年提出。
1962年桂微型压力传感器问世。
1979年Roylance和Angell开始压阻式微加速计的研制。
1991年Cole开始电容式微加速度计的研制。
1998年,美国CSDL设计研制了最早的MEMS陀螺。
同年,Draper实验室研制了另一种形式的MEMS陀螺。
1993年,美国ADI公司采用技术成功实现微型加速度计的商品化,大批量应用于汽车防撞气囊,标志着MEMS技术商品化的开端。
20世纪90年代,发达国家先后投巨资并设立国家重大项目促进其发展。
此后,MEMS技术发展迅速,特别是围绕深槽刻烛技术发展出多种新型加工工艺。
近年美国朗讯公司开发的基于MEMS光开关的路由器己经试用,预示着MEMS有一个发展高潮的来临。
近年来,关于无线传感器网络的研究越来越受到重视,节点定位技术是无线传感器网络的关键问题之一,李建坡、穆宝春等人分析了无线电的路径损耗模型,建立了基于信号接收强度(ReceivedSignalStrengthIndicator,RSSI)和距离的拟合关系模型,提出了一种基于协同预测的无线传感器网络全移动节点定位方法。
该方法解决了当能够与未知节点通信的锚节点数量少于3个而不能定位的问题,算法利用未知节点历史时刻的位置信息辅助当前时刻的未知节点定位,即把未知节点历史时刻的位置作作为锚节点的位置,速度值作为通信半径对未知节点进行辅助定位[5]。
仿真结果表明,与传统RSSI定位算法相比,该算法的定位成功率提高了约30%,每轮的平均相对误差降低了约47%。
压力传感器、陀螺仪等力学MEMS 传感器依然是研究的热点与重点。
韩盈党与李哲设计了一种基于微机电系统(MEMS)加速度传感器的数据采集单元,用微处理器通过内部集成电路(I2C)总线采集加速度传感器ADXL345的数据,对数据进行低通滤波、零偏误差修正以及去除重力加速度等,从而得到载体的运动加速度,并对加速度进行二次积分得到位移,在100m范围内实测多次,仿真计算位移误差在2%以内,取得了良好的效果。
为实现微型化、抗电磁干扰、可长时间工作和可远距离传输的加速度传感器,钟少龙等人提出了一种基于微机电系统(MEMS)非对称扭镜结构的光纤加速度计设计方案,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度变化进行检测[7]。
利用MEMS加速度传感器测量速度和位移,目前国内工业和学术领域应用还相对较少,且测量位移精度较差或精度范围有限[8]。
针对压力传感器存在零点温漂、灵敏度温漂等现象,关荣锋等人采用恒流激励条件下压力传感器的批量温度补偿的方法对压力传感器进行温度补偿,补偿后零点温漂为0.004%~0.015%FSO/℃,灵敏度温漂为0.0035%~0.024%FSO/℃,取得了良好的补偿效果[9]。
威尔玛和雅达[10]提出了用于噪声建模的MEMS电容传感器理论框架,用指数指数自相关函数来描述噪声的固有过程,给出了随机共振在MEMS悬臂响应数值实例分析。
在结构分析方面,于京明釆用编程分析研究了微梳齿谐振器在受到空气阻尼时的动态特性,程序建立在对微谐振器结构和功能的分析上,通过添加条件和约束建立程序模型,釆用不同的有限元单元类型代替微梳齿谐振器不同的功能部件,其中釆用单元类型设置空气阻尼模型,最后通过分析结果数据总结出空气阻尼对微梳齿谐振器振动的动态特性影响[11],与其他方法相比,此方法快速、实用、适应性好。
为后续的微谐振器的动态分析和建立系列化微谐振器器件的动态特性分析求解程序提供了理论依据。
各国的研究机构、公司及大学都非常重视MEMS传感器技术的发展,在这一方面,欧美及日本具有较大的优势。
相比之下,我国的MEMS传感器技术在可靠性、灵敏度以及提升新技术能力方面还处于落后的状态,MEMS传感器的很多品种还不能够实现批量生产,产品的实用化及产业化性能较低。
但是,相信随着社会的快速发展及科学技术的不断进步,MEMS压力传感器技术一定会得到进一步的提高与完善,应用领域也会越来越广阔,为社会创造更多的价值与财富。
3MEMS传感器运用现状3.1汽车上的MEMS传感器汽车上采用的传感器中大约1/3传感器采用的是MEMS传感器,并且汽车越高级,采用的MEMS传感器越多[12]。
汽车上MEMS传感器主要应用于发动机运行管理、车辆动力学控制、自适应导航、车辆行驶安全系统、车辆监护和自诊断等方面。
物理MEMS传感器是汽车上采用得最为普遍的传感器,基本上在汽车电子控制的各个方面都有涉及;化学MEMS传感器主要是指测量汽车系统中气体成分的气体传感器;生物MEMS传感器更多地应用于预测驾驶疲劳等汽车行驶安全领域。
3.2生物医疗和生物医学方面的应用MEMS传感器在生物医疗中的应用较为广泛。
目前,MEMS传感器主要用于临床化验系统、诊断与健康监测系统中,包括压力传感器、集成加速度传感器、微流体传感器等[13]。
通过口服或皮下注射的方式,将MEMS传感器送至人体内实现对人体内各器官的有效监测。
同时,也可在监测的基础上,清除人体内可能存在的癌细胞,利用特制微型仪器将人体内部油脂沉积物刮去,降低心脏病发生的可能性,并去除人体内部胆固醇。
在生物医学应用方面,MEMS传感器由于其微小的体积,能顺利进入较小的器官与组内,精确监测内部器官与组织的具体运作状况,进而提高介入治疗的精度,降低手术风险。
3.3军事方面的应用MEMS现已被应用于空间超微型卫星中,其卫星仅重250g,尺寸极小。
并且由于小卫星传感器的飞行寿命并不长,使其在宇宙辐射下的暴露不存在较大问题。
MEMS轮胎压力传感器已被广泛应用于一些发达国家的军队装甲运兵车轮胎内。
通过分布式战场微型传感器网络系统,军队能准确探测到对方的作战部署以及其调动的各类探测装置。
这种分布式场微型传感器还具备耐久、易损、布设等优点,受军队所推崇。
在空军应用上,利用F-14战斗机弹射座助推火箭对MEMS压力传感器进行了测试。
将用于喷射式涡轮发动机材料应用到对该类发动机进行监视的具备力学特征的MEMS传感器中,增强了其抗恶劣环境的性能[14]。
在战况信息传达上,现已成功研发出机载传感器以及用于信息传输的微通信元件与微功率源。
这些新型微系统芯片的投入应用,让无人驾驶机与战斗机具备了通信、地形识别等实用性较强的新型功能。
3.4航空航天方面的应用在航空、航天领域内,MEMS有着较大的应用前景。
MEMS技术的使用,在很大程度上提高了航空器的性能。
在今后发展中,MEMS 传感器可被广泛安置于飞机的关键部位,实现对机重要运行部件的精确控制与测量,包括气流、声学、力学等方面,提供及时的信息与对执行部件的实时控制,在确保飞机飞行的平稳的同时,最大限度地抑制飞机飞行产生的噪音,并实现对飞机燃料的高效利用[15]。
在宇航中,关于星际物质与生命起源的探测方面,可应用全集成气相色谱微系统,将其散布于太空中,达到探测目的。
同时,将特制微机器人传送至特定星球,并围绕星球飞行,由配置的摄像系统协助轨道器,绘制出相关星球的地形地貌特征。
3.5惯性MEMS器件产品微加速器与微型陀螺为当前惯MEMS器件的主要产品,已被广泛应用于汽车制造领域内。
商用微型加速度计运动部件具备高质、高灵敏度、重量轻等优点。
其测量精度高达1mg,能有效实现对千分之几的重力加速度的测量。