MEMS

智能手机有许多零组件，包含：可检测手机的运动的加速度计和陀螺仪。测量手机的环境的光，温度，压力和湿度传感器。具有连网特性的RFID，蓝牙和WiFi传感器。至于用于声音的麦克风和扬声器也属于其中。其实，这些零组件中的大多数是微机电系统（MEMS）。

根据Yole Development预估，2023年全球MEMS市场规模可达310亿美元，比起2017年的120亿美元，年复合成长率达17.5%。其中，消费性领域于2023年将占据7成的市场占有率。

由于制造工艺的进步，MEMS比起大型同类产品便宜得多。因为制造MEMS的技术与集成电路、半导体的相同。也就是在不需要新设备情况下，MEMS制造获得边际效应。

未来物联网的世界需要更多MEMS器件，进行创新。更棒的是，物联网可以利用MEMS的核心功能和优势，以有效地满足许多物联网应用的要求。

1、低功耗

物联网传感器和网关（Gateway）通常需要无线和电池供电。由于每单位成本较低，更换整个装置通常比使用新电池重新安装更便宜。因此，任何功率使用的减少都会延长装置的寿命。
某些MEMS拥有与大型零组件相同功能但却较少功耗，例如：利用电磁或流体动力学的MEMS即可在不牺牲功能之下，降低功耗。

2、外型小巧

<strong>作者：Long Pham和Anthony DeSimone</strong>

<strong>简介</strong>

高性能MEMS加速度计为各种集成惯性测量的应用提供低成本解决方案。具体例子包括：导航和AHRS系统，用于机器健康状况检测的振动监控，基础设施的结构健康状况监控，以及用于平台稳定、井下定向钻探的倾斜监控、施工行业平路机和勘测设备的调平、吊车稳定系统吊杆倾角测量的高精度倾角计。在大多数此类例子中，加速度计会经受不同幅度的振动。这些应用的另一个不同方面是振动的频率成分。振动与传感器和系统误差源相结合可能导致振动校正，这是高性能加速度计的一个重要指标。本文说明MEMS加速度计中的振动校正是如何发生的，并讨论各种测量此参数的技术。作为案例研究，本文会讨论低噪声、低功耗加速度计ADXL355的振动校正。低振动校正误差以及所有其他特性，使这款器件成为上述精密应用的理想之选。

<strong>振动校正的来源</strong>

在本视频中，我们将快速了解一下ADI近期推出的19款全新MEMS IMU给市场带来的许多进步

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<strong>作者：Jerad Lewis</strong>

<strong>简介</strobg>

所有MEMS麦克风都具有全向拾音响应，也就是能够均等地响应来自四面八方的声音。多个麦克风可以配置成阵列，形成定向响应或波束场型。经过设计，波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感。

麦克风波束成形是一个丰富而复杂的课题。本应用笔记仅讨论基本概念和阵列配置，包括宽边求和阵列和差分端射阵列，内容涵盖设计考虑、空间和频率响应以及差分阵列配置的优缺点。

<strong>方向性和极坐标图</strong>

方向性描述麦克风或阵列的输出电平随消声空间中声源位置的改变而变化的模式。ADI公司的所有MEMS麦克风都是全向麦克风，即它们对来自所有方向的声音都同样敏感，与麦克风所处的方位无关。图2所示为全向麦克风响应的2轴极坐标图。无论麦克风的收音孔位于x-y平面、x-z平面还是y-z平面，此图看起来都相同。

了解ADI公司具有超低插入损耗、精密DC性能，且工作带宽高达34GHz的MEMS开关技术，该技术可在仪器仪表、国防和ATE领域实现RF继电器替代解决方案。

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了解相比基于VCM的传统方法，该光学图像稳定(OIS)解决方案如何提供更快稳定性、更高精度和更低功耗。

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<strong>Mark Looney 应用工程师 ADI公司</strong>

<strong>摘要</strong>

当MEMS惯性测量单元(IMU)用作运动控制系统中的反馈传感器时，必须了解陀螺仪的噪声情况，因为它会在所监视的平台上造成不必要的物理运动。根据具体情况，针对特定MEMS IMU进行早期应用目标噪声估算时需要考虑多个潜在的误差源。在此过程中需要考虑的三个常见陀螺仪特性为其固有噪声、线性振动响应和对准误差。图1的简单模型显示了会影响各误差源评估的几个特性：噪声源、传感器响应和滤波。此模型给出了对这些特性进行频谱分析所需的基准。

<strong>作者：Mark Looney</strong>

<strong>简介</strong>

Adept MobileRobots1项目经理 Seth Allen 认为，地面机器人系统必须常常处理“枯燥、肮脏、危险”的工作。换言之，机器人系统通常用于人工介入成本过高、危险过大或者效率过低的任务。在许多情况下，机器人平台的自主工作能力是一项极为重要的特性，即通过导航系统来监视并控制机器人从一个位置移到下一位置的运动。管理位置和运动时的精度是实现高效自主工作的关键因素，MEMS（微机电系统）陀螺仪可提供反馈检测机制，对优化导航系统性能非常有用。图 1 中所示的 Seekur®机器人系统就是一个采用先进 MEMS 器件来改善导航性能的自主系统。

<strong>Ed Spence ADI公司</strong>

2016年6/7月份的Uptime文章“状态监控和MEMS加速度计：你需要知道什么”中，介绍了微机电系统(MEMS)加速度计的多项特性，它们使得该技术对状态监控应用极具吸引力。本文通过回顾一些数据来说明MEMS技术的发展状况及性能水平，并将其与商用压电(PZT)状态监控加速度计进行比较。

对MEMS工艺技术的投资加上设计创新，已大大改善MEMS性能，使得MEMS足以成为更广泛状态监控应用的可行选择。采用专门化MEMS结构和工艺技术，现在已实现谐振频率高达50 kHz、噪声密度低至25 μg/√Hz的加速度计。通过精心设计的信号调理电子电路，可以充分发挥此类新型加速度计的低噪声优势。

<strong>MEMS 加速度传感器产品简介</strong>

作为微机械 IC 行业的先锋，Analog Devices, Inc.（简称 ADI）推出首款全集成iMEMS® （集成微机电系统）加速度计和陀螺仪。这类产品已通过 TS-16949 和 QS9000认证，ADI 公司将继续改进产品和工艺，满足不断增长的客户需求。 20 多年来，ADI 公司一直是 MEMS 创新产品的领导者，不仅提供全面的惯性检测解决方案，包括备受赞誉的iMEMS 加速度计和陀螺仪、 iSensor™ 智能传感器以及惯性测量单元(IMU)；同时MEMS 技术还简化了运动检测在工业、医疗、消费电子、通信和汽车等众多领域中的应用，深受全球的市场领先公司欢迎。ADI 公司的 MEMS 加速度计系列产品在功率、噪声、带宽和温度规格方面处于业界领先地位，提供一系列 MEMS 传感器和信号调理片内集成。

<strong>MEMS 加速度传感器产品选型</strong>

以下是加速度传感器的产品选型表，里面列出了目前（2013 年 11 月）所有的加速度传感器产品的型号及其主要性能指标。用户可以根据具体应用选择合适的产品。