50+图片,从未如此直观!10种主流MEMS器件原理全看透! |
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MEMS加速度传感器利用加速度来感测运动和震动,比如消费电子中最广泛的体感检测,广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、姿态识别等等。 MEMS加速度传感器的原理非常易于理解,那就是高中物理最基础的牛顿第二定律。力是产生加速度的原因,加速度的大小与外力成正比,与物体质量成反比:F=ma。 所以MEMS加速度传感器本质上也是一种压力传感器,要计算加速度,本质上也是计算由于状态的改变,产生的惯性力,常见的加速度传感器包括压阻式,电容式,压电式,谐振式等。 其中,电容式硅微加速度计由于精度较高、技术成熟、且环境适应性强,是目前技术最为成熟、应用最为广泛的MEMS加速度计。随着MEMS加工能力提升和ASIC电路检测能力提高,电容式MEMS加速度计的精度也在不断提升。 电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器,其中一个电极是固定的,另一变化电极是弹性膜片。弹性膜片在外力(气压、液压等)作用下发生位移,使电容量发生变化。这种传感器可以测量气流(或液流)的振动速度(或加速度),还可以进一步测出压力。 下图是3轴MEMS加速度传感器的封装结构,ASIC芯片位于MEMS芯片上方,MEMS芯片里,Z轴与X-Y轴从结构上是分开设计的。 |
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