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MEMS电容式加速度传感器学校：哈尔滨工业大学（威海）学院：信息与电气工程学院专业：电子科学与技术作者：***090260207纪鹏飞090260208摘要本文从MEMS电容式加速度传感器的基本原理切入，主要介绍了该类型传感器的原理和三种主要结构：三明治式、扭摆式、梳齿式及其各自结构方面优点。
同时介绍目前应用较为广泛的集成式的基于电容原理的芯片MMA7455，主要分析了该集成传感器的内部结构和应用。
关键字：MEMS，电容式，加速度传感器，MMA7455AbstractIn this paper, we discussed the MEMS capacitive accelerometer from its fundamental principle and its three main structure which are sandwich, twist, and comb. Different structures have their own advantages. We also give the introduction to a popular IC accelerometer MM7455, putting an emphasis on its internal structure and some applications.Key words:MEMS, capacitive, accelerometer, MMA7455一、引言1.1 MEMS 加速度传感器简介MEMS(Micro-Machined Electro Mechanical Sensor)是微机电机械传感器的简称，它是一种微米级的类似集成电路的装置和工具。
MEMS 技术是一项有着广泛应用前景的基础技术。
以半导体技术和微机电加工工艺设计、制造的MEMS 传感器，集成度高，并可与信号处理电路集成在一起，大大降低了生产成本，已在汽车、消费电子和通信电子领域取得极大发展。
MEMS加速度传感器地原理与构造MEMS加速度传感器（Microelectromechanical systems accelerometer）是一种用于测量物体加速度的装置，它基于微电子技术和微机械技术的结合而实现。
MEMS加速度传感器的原理是利用微机电系统技术制造出微小而灵敏的质量悬浮结构，并通过对这些悬浮结构的位移或应力进行测量来确定物体的加速度。
首先是丙烯酸胶悬浮结构，它由一个质量悬浮结构和一个用于固定的结构组成。
质量悬浮结构通常由硅制成，具有非常小的质量并能自由运动。
它的运动会受到物体的加速度影响，从而使得该结构发生位移或应力变化。
接下来是压电传感器，它位于质量悬浮结构上方的盖片上。
压电传感器由压电材料制成，当质量悬浮结构发生位移或应力变化时，会产生相应的压电电荷。
这些电荷会由传感器收集并转化为电压信号。
最后是电路及信号处理部分。
传感器收集到的电荷信号会通过一些电路进一步放大和处理，从而得到一个可以测量的模拟电压信号。
这个电压信号可以转化为数字信号，并通过计算机或其他设备进行进一步分析和处理。
MEMS加速度传感器的工作原理基于牛顿力学中的加速度定义。
当物体受到外力作用导致加速度发生变化时，质量悬浮结构会通过惯性产生位移或应力变化。
这些变化被传感器捕捉并转化为电信号，从而可以测量物体的加速度。
总结来说，MEMS加速度传感器通过微电子和微机械技术，利用质量悬浮结构位移或应力变化来测量物体加速度。
其构造包括丙烯酸胶悬浮结构、压电传感器、电路及信号处理部分等组成。
通过该传感器可以实现物体加速度的测量，并在各种应用领域发挥重要作用。
国家自然科学基金申请书( 2 0 1 4 版)资助类别：面上项目亚类说明：附注说明：项目名称：新型MEMS电容式加速度传感器检测电路的设计与研究申请人：电话依托单位：中北大学通讯地址：山西省太原市学院路3号邮政编码：单位电话电子邮箱：申报日期：2014年5月23日国家自然科学基金委员会项目组主要参与者（注: 项目组主要参与者不包括项目申请人）说明: 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请人负责填报（含申请人），总人数由各分项自动加和产生。
经费申请表（金额单位：万元）申请者在撰写报告正文时，请遵照以下要求：1、请先选定"项目基本信息"中的"资助类别"，再填写报告正文；2、在撰写过程中，不得删除系统已生成的撰写提纲（如误删可点击“查看报告正文撰写提纲”按钮，通过"复制/粘贴"恢复）；3、请将每部分内容填写在提纲下留出的空白区域处；4、对于正文中出现的各类图形、图表、公式、化学分子式等请先转换成JPG格式图片，再粘贴到申请书正文相应位置；5、本要求将作为申请书正文撰写是否规范的评判依据，请遵照要求填写。
报告正文（一）立项依据与研究内容1．项目的立项依据1.1项目的研究目的、意义以及研究现状制造业是国家工业发展的基石,在保证经济建设、教育进步、科技发展及国家安全中都有着重要的战略地位，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》以及863计划战略目标均明确地将先进制造技术列为重点攻关领域。
精密位移检测技术与仪器作为制造业中的基础技术与部件，决定了整个制造业的制造精度,可以说是基袖中的基础,其重要性不言而喻,制造业想要腾飞，精密位移检测技术势必需先行一步随着先进制造技术的不断发展与进步，尤其在批量工业生产应用中的不断增加，现代精密位移检测技术的特点发生了深刻变化：在保证检测的高精度、高分辨率的同时,对于大行程、多自由度、小体积、高可靠性、低成本的要求也逐渐增强。
MEMS加速度传感器的原理与构造
首先，感应电容是传感器的核心组件之一、它由两个金属电极构成，
其中一个静止不动，另一个则随物体的加速度而移动。
当质量块受到加速
度作用而发生位移时，两个金属电极之间的电容值会发生变化。
其次，质量块是传感器的测量载荷部分，它一般由一块金属块制成，
质量较大。
当外界加速度作用于物体时，质量块会发生位移，改变感应电
容之间的电容值。
再次，弹簧是连接质量块和感应电容之间的连接部分。
它一般由金属
材料制成，能提供足够的回复力和稳定性，使质量块能够在外界加速度作
用后恢复到初始位置。
最后，集成电路是用来处理和输出传感器信号的部分。
它负责将感应
电容的电容值变化转换为电压信号，并进行放大和滤波处理，最终输出为
可读的加速度值。
MEMS加速度传感器的工作原理是基于牛顿第二定律，即F=ma，其中
F为力，m为质量，a为加速度。
当外部加速度作用于质量块时，会产生
相应的力，从而导致质量块发生位移。
这个位移会改变感应电容之间的电
容值，从而通过集成电路进行处理和输出。
总的来说，MEMS加速度传感器通过感应电容、质量块、弹簧和集成
电路等组件的协同工作，能够测量物体在三轴上的加速度。
它具有体积小、功耗低和成本较低等优点，被广泛应用于各个领域。
基于MEMS加速度传感器的孕妇姿势报警仪的设计摘要为预防孕妇长时间站立或坐着等不规范的姿势对胎儿产生不良影响,充分利用加速度传感器和Zigbee技术,设计一种基于单片机的报警系统,详细地介绍系统的软硬件设计及其实现的功能。
此设计的系统有效地解决了孕妇因为长时间站立或是坐着对胎儿以及对孕妇产生的不良影响,大大降低早产的发生概率。
关键词MXC6202xG/H/M/N;Zigbee通信模块;孕妇根据《美国产科学和妇科学杂志》的一项调查显示,那些长期站立或者坐着的孕妇,有较大可能发生早产或分娩不足磅重的婴儿。
长期站立或压迫双腿易造成腿部静脉充血,使血液回流困难,这样的话流到子宫的血液就会减少,从而导致以上病例发生。
本文用MEMS微型加速度系统实现一种测量孕妇的运动状态的装置,利用加速度计,系统在动作初期抓取动作信息,通过Zigbee通信模块及相应的接口电路将信号传递给单片机,然后进行信息的处理,算出相对加速度以及倾角,如果超过限度,则驱动振动器振动从而达到提醒孕妇的目的。
1 数据采集模块本设计采用MXC6202xG/H/M/N系列加速度传感器实现数据的采集,它是低成本、低功耗双轴的带有I2C接口的加速度传感器。
该系列加速度传感器将传感器系统及相关信号调理电路和I2C总线结构集成在单片集成电路上,可以直接连接到一个单片机等处理器上,消除了A/D转换和定时占有的资源。
具有结构简单、动态响应好、能实现无接触式测量、灵敏度好、分辨率强等优点。
加速度的传感器主要需要用来测量加速度和倾角,加速度的测量用于判断孕妇是站立还是坐着的状态,倾角的测量用于判断孕妇的身体弯曲程度。
将加速度计1和加速度计2分别戴孕妇的肩上和腿上,判定姿势的原理如下:孕妇坐下的一瞬间,肩上的加速度计1测得竖直向下的加速度,腿上的加速度计2测得的值为零,算出竖直方向的相对加速度,可以判定出孕妇是坐下了,然后定时器开始计时,超过额定的时间则发出驱动信号驱动振动模块产生振动。
无创胎儿心率检测仪的研制
吴英超;向平;刘瑞花
【期刊名称】《北京生物医学工程》
【年(卷),期】2008(027)005
【摘要】介绍一种基于32位ARM嵌入式微处理器LPC2290和MEMS微加速度传感器的一种便携、无创的胎儿心率检测仪.通过加速度传感器将胎儿心跳震动信号转化为电信号,经过两级放大电路和滤波陷波电路后通过A/D转换电路将信号送人ARM单片机.利用自相关算法对信号进行处理,最后计算得到胎儿的心率,结果采用小型液晶进行显示.研究解决了微弱信号的采集和数字信号处理等难题,研制出了一种便携、无创且价格低廉的胎儿心率检测仪,操作简便非常适合家庭使用.【总页数】4页(P524-526,530)
【作者】吴英超;向平;刘瑞花
【作者单位】西北工业大学机电工程学院,西安 710072;西北工业大学机电工程学院,西安 710072;西北工业大学机电工程学院,西安 710072
【正文语种】中文
【中图分类】R318.04;TP271.5
【相关文献】
1.基于独立分量分析方法的闪光视觉诱发电位的提取及无创颅内压检测仪的研制[J], 吴西;季忠
2.无创血糖检测仪温度标定系统的研制 [J], 雷龙;唐飞;郭开泰;王晓浩;杨涛
3.基于STM32的无创血氧检测仪的研制 [J], 梅澜潇;黄松;忻尚芝
4.便携式无创血糖检测仪的研制 [J], 周茗思;陈真诚;朱健铭
5.无创心血管功能参数检测仪的研制 [J], 艾海明;李京;张毅;王东明;王卫东
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mems谐振式加速度传感器工作原理哎呀，今天我们来聊聊那个小家伙，MEMS谐振式加速度传感器。
这个东西可真是个神奇的玩意儿！你有没有想过，我们身边的手机、平板，甚至一些智能家居设备里，竟然都藏着这样一个“小天才”？说到它的工作原理，嘿嘿，就像一个舞者在舞台上优雅地摇摆。
它里面有个微小的谐振器，像个乐手，负责感知加速度的变化。
想象一下，当你坐在过山车上，突然间一阵失重的感觉袭来，哇，刺激得不行！就是这个谐振器在欢快地工作。
它通过检测物体的振动变化，来判断加速度的方向和大小。
你看，这种小东西能在那么快的速度下，实时传递信息，简直就像在打快板。
无论是上坡还是下坡，它都能准确地“说”出你的加速度。
这玩意儿的构造可真精巧，内部的小部件就像乐队里的乐器，互相配合得天衣无缝。
MEMS技术让这些传感器小到几毫米，轻得像羽毛，却又能承受各种外界的挑战。
试想一下，日常生活中，我们走路、骑车、开车，都会有各种加速度的变化，而这个传感器就像个“侦探”，随时捕捉着这些动态。
更有趣的是，它的工作原理和我们生活中的很多现象都有联系。
比如说，当你急刹车时，身体会向前倾，那感觉就像被拉扯了一下，对吧？传感器就是通过检测这些“拉扯”来判断你当前的状态。
它的反应速度快得惊人，就像是一位老练的赛车手，瞬间就能做出决策。
我们再说说它的应用吧！在汽车行业，MEMS加速度传感器被广泛用于安全气囊的触发，真是事关生死的大事啊！它能够快速感知到碰撞，及时让安全气囊弹出，保护乘客的安全。
想想看，这小小的传感器竟能在危机时刻“出手相助”，真是令人佩服！在智能手机中，它的作用更是无处不在。
手机的屏幕自动旋转、游戏中的重力感应，都是它在背后默默支持的结果。
玩游戏的时候，你轻轻一摇，角色就开始飞速移动，那可是这位“幕后英雄”在操控哦！没有它，我们的生活可就失色不少。
这传感器还在运动设备中大显身手。
像智能手表、健身追踪器，都是利用它来监测运动状态的。
它能够记录你的步伐、跑步速度，甚至心率，让你对自己的运动情况一目了然。
MEMS加速度传感器学院：理学院专业：物理电子学姓名：学号：目录MEMS加速度传感器 (1)简介 (3)1、什么是加速度传感器？ (3)2、什么是MEMS加速度传感器？ (3)MEMS加速度计的应用领域 (4)MEMS加速度传感器的工作原理 (4)MEMS加速度传感器的现状与发展方向 (5)1、前景预测 (5)2、最新发展 (6)简介1、什么是加速度传感器？加速度传感器是一种惯性传感器，能够测量物体的加速力。
加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就比如地球引力，也就是重力。
加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。
2、什么是MEMS加速度传感器？微机电系统（Microelectro Mechanical Systems,MEMS）是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。
经过几十年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。
它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。
目前，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中微传感器占相当大的比例。
微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，在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。
本文概述国内外目前已实现的微机械传感器特别是微机械谐振式传感器的类型、工作原理、性能和发展方向。
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度传感器就是使用ME MS技术制造的加速度传感器。
由于采用了微机电系统技术，使得其尺寸大大缩小，一个MEMS加速度计只有指甲盖的几分之一大小。
MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能耗低等优点。
