微慣性技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢講義(已修改)
2025-01-14 23:02 本頁面
【正文】 微慣性技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢 劉志軍 2120230999 檢測技術(shù)與自動化裝置 搭訕電話： 15010311282 傳感器 信號處理 執(zhí)行器 MEMS是建立在微米 /納米技術(shù)基礎(chǔ)上的 21世紀(jì)前沿技術(shù)，對微米 /納米材料進(jìn)行設(shè)計、加工、制造和控制。 MEMS是多種學(xué)科的交叉融合，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，目前已成功地應(yīng)用于汽車、電子和軍事等行業(yè)。 美國： 微電子機(jī)械系統(tǒng)（ MEMS） （ MicroElectroMechanicalSystem） 歐洲： 微系統(tǒng)技術(shù)（ MST） （ MicroSystemTechnology） 日本： 微機(jī)械（ Micromachine ） MEMS簡介 微機(jī)電系統(tǒng)的尺寸 在微小尺寸范圍內(nèi)，機(jī)械依其特征尺寸可以劃分為 110毫米的小型 (Mini)機(jī)械， 1微米一 1毫米的微型機(jī)械以及 1納米一 1微米的機(jī)械。所謂微型機(jī)械從廣義上包含了微小型和納米機(jī)械，但并非單純微小化，而是指可批量制作的集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及接口信號處理和控制電路、通訊和電源等于一體的微電子機(jī)械系統(tǒng) (MicroElectronic Mechanical SystemME MS)或 稱為微機(jī)電系統(tǒng)。 MEMS的特 點(diǎn) ? :MEMS器件 體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率 高、回應(yīng)時間短 。 ? 2以 硅為 主要材料， 機(jī)械電器 性能 優(yōu)良。 ? :用 硅微加工工藝在一片硅片上可同時制造成百上千個微型機(jī)電裝置或完整的 MEMS。批量生產(chǎn)可大大降低生產(chǎn)成本。 ? :可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感器數(shù)組、微執(zhí)行器數(shù)組，甚至把多種功能的器件集成在一起， 形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。 ? :MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學(xué) 和生物等多種學(xué)科，并集中了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多尖端成果。 微慣性器件類別 ?微機(jī)電加速度計 ?微陀螺儀 微加速度計、微陀螺儀外觀 微機(jī)電加速度計發(fā)展 ? 1977年，美國斯坦福大學(xué)首先采用各向異性蝕刻與微光刻技術(shù)制成一種開環(huán)微型加速度計，并于 20世紀(jì) 8O年代初首次投放市場，隨后許多公司也紛紛仿效研制。在 8O年代后半期，人們開始研究各種力平衡式硅微加速度計，并取得了巨大進(jìn)展。 2O世紀(jì) 9O年代后期，美國加州大學(xué)柏克利分校傳感器與執(zhí)行器研究中心 (The Berkeley Sensor Actuater )， CSDL及Honeywell公司等相繼開展了硅微諧振式加速度計技術(shù)的研究，這種加速度計將被測加速度信號轉(zhuǎn)換成諧振器的頻率變化，直接輸出數(shù)字信號，避免了微電容檢測的弊端 . 隧道電流式加速度計 (tunneling based micromachined silicon aecelerometer， TMSA)是將微機(jī)械加工的微結(jié)構(gòu)與基于電子隧道效應(yīng)的新的高靈敏測量技術(shù)結(jié)合在一起形成的。 ，隧道電流硅微加速度計具有靈敏度 高、信噪比大、動
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