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MEMS加速度计的应用领域

作者:admin  更新时间:2019-07-10

MEMS加速度计的应用领域


  MEMS加速度计和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异、功能强大、可以批量生产等传统机械无法比拟的优点, 在很多领域得到广泛的应用。

  ⒈信息业

  信息技术的发展,对设备提出了更高的要求,功能更加强大的同时体积缩小。从多媒体人机界面(HI)看,使用微麦克风的语音输入和使用微摄像系统的图形输入都有广阔市场,如今正在大力研制的微型智能机器人更是控制系统的最高目标之一。用微陀螺装在鼠标上以稳定其运动,把微机械及其控制电路集成的微器件装于磁头上可使其在磁道上运行精度大大提高(<0.1μm),提高磁盘的磁道密度。至于微喷头用于打印则早已有所报道。

  ⒉航空、航天业

  由于卫星及其发射的高成本,工作者早已提出小卫星、微小卫星、微卫星和纳米卫星等概念。在1995年的国际会议上已有人提出研制全硅卫星,即整个卫星由硅太阳能电池板、硅导航模块、硅通信模块等组合而成,这样可使整个卫星的重量缩小到以千克计算,大幅度降低卫星的成本,使较密集的分布式卫星系统成为现实。

  MEMS对航空器的性能改善也值得一提,今后在飞机的要害部位都可装上各种SMART传感器,包括力学、声学、气流等,及时提供信息和进行实时控制各种执行部件,从而使飞行更加平稳,噪声大大的被抑制,并节省燃料。

  ⒊医疗和生物技术

  生物细胞的典型尺寸为1~10μm,生物大分子的厚度为纳米量级,长为微米量级。微加工技术制造的器件尺寸在这个范围内,因而适合于操作生物细胞和生物大分子,各种微泵、微阀、微镊子、微沟槽、微器皿和微流量计都可以用 MEMS技术制造。利用这种技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有10万种DNA片段的芯片,无疑对遗传学研究、疾病诊断、检测和治疗等具有极其重要的作用。Stanford和Affmetrix公司制作的DNA芯片是通过在玻璃上刻蚀出非常小的图案来检测DNA基因,该芯片已能够检测到6000多种DNA基因片段。

  ⒋环境科学

  利用MEMS制造的由化学传感器、生物传感器和数据处理系统组成的微型测量和分析设备,用来检测气体和液体的化学成分,检测核生物、化学物质及有毒物品,其优势在于体积小、价格低、功耗小、便于携带。

  美国密执安大学1998年发表了环境监测用无线微系统样机—μCluster,由无线通讯、微系统控制和传感器前端等三个方块组成。该微系统未封装时体积为10cm3,当扫描速度较低时,功耗小于1mW,遥测半径50m,压力测量范围80KPa~105KPa,精度为±13Pa。该系统已在美国海军使用。