微加速度传感器概述_微机电系统设计学
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mems传感器原理
mems传感器原理MEMS传感器原理一、引言MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）传感器是一种微型传感器技术，通过将微机电系统与传感器技术相结合，实现了在微尺度上感知和测量各种物理量的能力。
本文将介绍MEMS传感器的原理和工作方式。
二、MEMS传感器的构成MEMS传感器通常由微机电系统（MEMS）和传感器元件两部分组成。
MEMS部分由微小的机械结构组成，通过微加工工艺制造而成，包括微加速度计、微陀螺仪、微压力传感器等；传感器元件则是通过MEMS部分感知和转换物理量，如加速度、角速度、温度、压力等。
三、MEMS传感器的工作原理1. 加速度传感器原理加速度传感器是MEMS传感器中最常见的一种类型。
它利用微机电系统中的微小质量块和微弹簧构造，通过测量微小弹簧的位移来感知加速度。
当受到外力作用时，微小质量块将发生位移，通过测量位移的变化来计算加速度的大小。
2. 陀螺仪原理陀螺仪是一种用于测量角速度的MEMS传感器。
它利用了旋转物体的角动量守恒原理。
陀螺仪中的微机电系统结构包括一个微小的旋转质量块和微弹簧。
当陀螺仪受到角速度作用时，旋转质量块会产生角动量，通过测量角动量的变化来计算角速度的大小。
3. 压力传感器原理压力传感器利用微机电系统中的微小薄膜结构来感知压力变化。
微小薄膜受到外部压力作用后，会发生微小位移，通过测量位移的变化来计算压力的大小。
薄膜的材料和结构设计对传感器的灵敏度和精度有重要影响。
4. 温度传感器原理温度传感器是一种基于热敏效应的MEMS传感器。
它利用了温度变化对材料电阻或电容的影响。
传感器中的热敏元件受到温度变化的影响，导致电阻或电容发生变化。
通过测量电阻或电容的变化来计算温度的大小。
四、MEMS传感器的应用MEMS传感器在各个领域有广泛的应用。
在汽车行业中，MEMS传感器被用于车辆稳定性控制、空气袋系统和安全气囊等。
在智能手机和可穿戴设备中，MEMS传感器被用于加速度计、陀螺仪和磁力计等。
微型机电系统技术及应用研究
微型机电系统技术及应用研究一、微型机电系统技术的概述微型机电系统（MEMS）是一种结合微电子技术和机械工程学的新型领域，其通过微型化的设计和制造技术，将传统机械结构和微电子器件相结合，形成了微小的机电一体化系统。
微型机电系统技术是一门综合性技术，涵盖了微电子、纳米技术、微流体技术、光学技术、机电一体化技术等多个学科的知识。
它主要应用于机械传感器、微型电子器件、模拟信号处理器、微型加速度计等领域。
二、微型机电系统技术的工艺流程（一）MEMS芯片的设计MEMS芯片的设计过程是从需求分析、系统设计、器件设计、工艺设计、布图设计等方面入手进行的。
需要建立实体模型、分析模型，进行仿真和测试，并不断优化和改进设计。
（二）MEMS芯片的制造MEMS芯片的制造过程一般包括深度反相模法、LIGA工艺、光刻、涂覆、光阻显影、等离子刻蚀、熔合碳化硅、薄膜沉积、蚀刻等多个步骤。
（三）MEMS芯片的封装MEMS芯片的封装是保护器件、连接器件与外部电路的必要措施。
封装过程可以分为晶圆封装和单晶封装两种方式，包括封装底座、焊接、固定器件等多个步骤。
三、微型机电系统技术的应用研究（一）机械传感器微型机械传感器是MEMS技术应用最为广泛的领域，目前已广泛用于医疗、环境、军事、交通等领域。
例如，在医疗领域中，MEMS传感器可用于实时监测病人的脉搏、血压和呼吸等生命体征，为医护人员提供即时的信息。
（二）微型电子器件微型电子器件是MEMS技术的另一个重要应用方向，包括MEMS振荡器、MEMS电容器等。
这些器件的微型化和集成化将会使一些电子设备大幅度缩小，例如手机和手表等。
（三）模拟信号处理器模拟信号处理器是利用MEMS技术构建的一种新型信号处理器，可以将模拟信号进行转换、增强和分析等处理，广泛应用于工业自动化、环境监测、生命科学等领域。
（四）微型加速度计微型加速度计是MEMS技术在工业领域中的应用之一，可以实现对工业设备振动、冲击等数据的监测和控制，对于提高设备的精度和可靠性有非常重要的作用。
MEMS加速度传感器
MEMS加速度传感器一．有关MEMS与MEMS传感器MEMS是微机电系统的缩写。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
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MEMS为加速度传感器的类型、工作原理、性能、应用和发展方向。
重点介绍一下电容式MEMS加速度传感器和MEMS传感器的应用二．MEMS微加速度传感器的原理MEMS技术所制造的加速度传感器根据原理分类有压阻式加速度传感器、压电式加速度传感器、电容式加速度传感器、热电偶式加速度传感器、谐振式加速度传感器、光波导加速度传感器，其中应用最广泛、受关注程度最高的是电容式加速度传感器。
传统加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。
由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。
2.1压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器是最早开发的一种。
其原理为外力作用下，单晶硅材料发生微小形变，原子内部电子能级发生变化，从而产生剧烈电阻率的变化，从而改变输出电信号，也就是压阻效应。
MEMS加速度计
MEMS加速度计MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）加速度计是一种集成了微电子技术、微机械技术和传感器技术的微型加速度计。
MEMS加速度计以微机电系统技术为基础，利用微型机械结构和微电子技术制作而成的一种传感器。
其结构通常包括一个质量并且可以在三个不同方向上移动的臂梁，一些感应电极以及一个基座。
当加速度计受到外部加速度作用时，质量会受力发生偏移，从而导致感应电极的电荷和电场发生变化，通过测量这些变化，就可以得到外部加速度的信息。
MEMS加速度计主要有压电加速度计和电容加速度计两种类型。
压电加速度计是利用压电效应实现加速度测量的，当受到外部加速度作用时，压电材料产生电荷，从而产生电压输出。
电容加速度计是基于电容变化原理设计的，当加速度计产生加速度时，微机械结构中的电容会发生变化，通过测量电容变化就可以得到加速度的信息。
由于压电加速度计和电容加速度计都是微型化设计，制作工艺成熟，因此MEMS加速度计具有尺寸小、功耗低、成本低和可靠性高等特点。
MEMS加速度计广泛应用于许多领域，特别是在移动设备、汽车、航空航天、智能穿戴设备和工业自动化等领域。
在移动设备方面，MEMS加速度计可用于屏幕旋转、晃动控制和跌落检测等功能。
在汽车领域，MEMS加速度计能够实现碰撞检测、车身稳定控制和自动泊车等功能。
在航空航天领域，MEMS加速度计可用于姿态测量和导航系统。
在智能穿戴设备方面，MEMS加速度计可用于步数统计、睡眠监测和运动追踪等功能。
在工业自动化领域，MEMS加速度计可用于振动检测和故障诊断等应用。
然而，MEMS加速度计也存在一些问题。
首先，由于其微小尺寸，对温度、湿度和振动等环境因素的影响较大，可能会导致测量误差。
其次，MEMS加速度计的精度和分辨率相对较低，对微小加速度的测量不够敏感。
此外，MEMS加速度计的线性度和漂移等问题也需要进一步优化和改进。
综上所述，MEMS加速度计作为一种集成了微电子技术、微机械技术和传感器技术的微型加速度计，在各个领域有着重要的应用价值。
电容式 微加速度传感器 微机电
工 作 原 理
3 .
（2）结构力学分析
a.静力学分析
3)梁厚与中心质量块最大位移量的关系
4)质量块厚与中心质量块最大位移量的关系
质量块：2000um×2000urnX200urn， 单梁：1500urnX300umX(厚)
质量块：2000ttmx2000urnX(厚)， 单梁：1500umX300urn×25urn
工 作 任 务 分 配
6 .
何志鹏：工作原理、发展及趋势 赵 威： ppt讲解、分类 葛 阳：体会、掩膜及工艺流程
谢
谢
• 请老师批评指正
工 作 原 理
3 .
（3）模态分析
该分析模型的材料为硅，取结构参数； 质量块2000urn×2000urnX200urn，悬臂梁 1500urn×300umX25urn。
谐振频率与梁长的关系
谐振频率与梁厚的关系
工 作 原 理
3 .
（4）结论
（1）从以上模拟结果可以看出： 质量块最大位移量随质量块厚 度以及单梁长度的增加而增加； 随单梁宽度及厚度的增加而减 小；并随加速度值的增加而线 性增加。
分 类
2 .
（1）立体硅工艺电容式微加速度传感器
a.开环立体硅工艺电容式微加速度传感器
“三明治”结构，芯片尺寸为8.3×5.7×1.9mm； 框架、敏感质量块和悬臂梁，三端差动电容； 电容介质为空气，改变气压可调节系统的阻尼。
分 类
2 .
（1）立体硅工艺电容式微加速度传感器
b.静电力平衡式硅微加速度传感器
2、
发展趋势
正朝着高度集成化、高精度、多功能、智能化的方向发
展，在与其他微传感器结合成多功能的传感器组合后，其应 用领域将进一步拓展。
基于MEMS的微型加速度传感器研究
基于MEMS的微型加速度传感器研究在当今科技飞速发展的时代，传感器作为获取信息的关键器件，在众多领域发挥着至关重要的作用。
其中，基于 MEMS（微机电系统）技术的微型加速度传感器凭借其体积小、重量轻、功耗低、集成度高等显著优势，成为了研究的热点。
MEMS 技术的出现为微型加速度传感器的发展带来了革命性的变化。
传统的加速度传感器通常体积较大、成本较高，限制了其在一些对空间和成本敏感的应用中的使用。
而 MEMS 技术通过微加工工艺，能够在微小的硅片上制造出复杂的机械结构和电子线路，从而实现传感器的微型化。
微型加速度传感器的工作原理主要基于惯性原理。
当物体发生加速度运动时，质量块会受到惯性力的作用，从而产生位移或应力的变化。
通过检测这些变化，并经过一系列的信号处理和转换，就能够得到加速度的数值。
常见的检测方式有电容式、压阻式和压电式等。
电容式微型加速度传感器是利用电容的变化来检测质量块的位移。
在这种传感器中，通常有两个平行的极板，其中一个是固定的，另一个与质量块相连。
当加速度作用时，质量块的位移会导致电容值发生变化，通过测量电容的变化就可以得到加速度的信息。
压阻式微型加速度传感器则是基于半导体材料的压阻效应。
当质量块产生位移时，会引起电阻值的变化，通过测量电阻的变化来计算加速度。
压电式微型加速度传感器利用压电材料的压电效应来检测加速度。
当受到应力作用时，压电材料会产生电荷，通过测量电荷的变化来获取加速度的大小。
在 MEMS 微型加速度传感器的设计中，需要考虑众多因素。
首先是结构设计，要确保传感器具有足够的灵敏度和测量范围，同时还要考虑其稳定性和可靠性。
材料的选择也至关重要，需要具备良好的机械性能和电学性能。
此外，制造工艺的精度和一致性对传感器的性能有着直接的影响。
MEMS 微型加速度传感器在众多领域都有着广泛的应用。
在汽车工业中，它们被用于汽车安全系统，如碰撞检测和气囊触发。
在消费电子领域，如智能手机、平板电脑等设备中，用于自动旋转屏幕、运动检测等功能。
《2024年采用MEMS加速度传感器的边坡稳定安全监测系统设计》范文
《采用MEMS加速度传感器的边坡稳定安全监测系统设计》篇一一、引言边坡稳定是工程建设和自然环境中的重要问题，其稳定性直接影响着人民生命财产的安全。
随着科技的发展，边坡稳定安全监测系统逐渐成为保障边坡稳定的重要手段。
本文将介绍一种采用MEMS（微机电系统）加速度传感器的边坡稳定安全监测系统设计，以提高边坡稳定的监测精度和效率。
二、系统设计概述本系统采用MEMS加速度传感器，通过实时监测边坡的微小振动和变形，实现对边坡稳定的实时监测和预警。
系统主要由MEMS加速度传感器、数据采集模块、数据处理与分析模块、预警模块以及用户界面等部分组成。
三、系统硬件设计1. MEMS加速度传感器：采用高精度、低噪声的MEMS加速度传感器，具有体积小、重量轻、功耗低等优点，可实时监测边坡的微小振动和变形。
2. 数据采集模块：负责采集MEMS加速度传感器的数据，并将其转换为数字信号，以便后续处理。
3. 数据处理与分析模块：对采集到的数据进行处理和分析，包括信号滤波、数据转换、特征提取等，以获取边坡的稳定状态。
4. 预警模块：根据数据处理与分析模块的结果，判断边坡是否处于危险状态，并及时发出预警信息。
5. 用户界面：提供友好的人机交互界面，方便用户查看监测数据和预警信息。
四、系统软件设计系统软件设计主要包括数据采集与处理程序、数据处理与分析算法以及用户界面软件等部分。
数据采集与处理程序负责控制数据采集模块，并将采集到的数据传输到数据处理与分析模块。
数据处理与分析算法采用先进的信号处理和特征提取技术，对边坡的振动和变形进行实时监测和预警。
用户界面软件提供友好的人机交互界面，方便用户查看监测数据和预警信息。
五、系统应用与优势本系统可广泛应用于各类边坡稳定的监测和预警，如山区公路、铁路、水库大坝等工程的边坡稳定监测。
其优势在于：1. 采用高精度、低噪声的MEMS加速度传感器，提高了监测精度和效率。
2. 实时监测边坡的微小振动和变形，及时发现潜在的危险。
微机电系统MEMS简介
陀螺仪
总结词
用于测量或维持方向的传感器
详细描述
陀螺仪是一种基于角动量守恒原理的传感器，用于测量或维持方向。它通过测量物体旋转轴的方向变 化来工作，通常由高速旋转的陀螺仪转子组成。陀螺仪广泛应用于导航、姿态控制、游戏控制等领域 ，如智能手机、无人机和导弹制导系统等。
压力传感器
总结词
用于测量流体或气体压力的传感器
MEMS市场应用领域
消费电子
汽车电子
医疗健康
工业自动化
MEMS传感器在消费电子产品 中的应用广泛，如智能手机、 平板电脑、可穿戴设备等。这 些设备中的传感器用于运动检 测、加速度计、陀螺仪、气压 计等。
随着汽车智能化的发展， MEMS传感器在汽车领域的应 用也越来越广泛，如车辆稳定 性控制、安全气囊、发动机控 制等。
MEMS材料
单晶硅
单晶硅是MEMS制造中最常用的材料 之一，具有高强度、高刚度和良好的 化学稳定性。
多晶硅
多晶硅在MEMS制造中常用于制造柔 性结构，具有较好的塑性和韧性。
玻璃
玻璃在MEMS制造中常用于制造光学 器件，具有较高的透光性和稳定性。
聚合物
聚合物在MEMS制造中常用于制造生 物传感器和柔性器件，具有较好的生 物相容性和可塑性。
集成化
未来的MEMS系统将更加集 成化，能够将多个MEMS器 件集成在一个芯片上，实现 更高效、更低成本的应用。
03
CATALOGUE
MEMS传感器与器件
加速度传感器
总结词
用于测量 物体运动状态的传感器
详细描述
加速度传感器是一种常用的MEMS传感器，主要用于测量物体运动状态的加速度。它通常由质量块和弹性支撑结 构组成，通过测量质量块因加速度产生的惯性力来计算加速度值。加速度传感器广泛应用于汽车安全气囊系统、 手机和平板电脑的姿态控制、运动检测等领域。
MEMS加速度传感器现状及发展简述
微加速度传感器现状及发展简述1 引言MEMS（微机电系统）是在微电子技术、集成电路技术及其加工工艺的基础上发展而来。
其学科交叉特点明显，主要涉及微加工技术、机械学、电子学、设计学、材料学、热流理论等。
MEMS器件的特征长度从1毫米到1微米。
MEMS是一个新兴的、多学科交叉、多技术融合的高科技领域。
将MEMS技术应用到加速度传感器领域，就产生了微加速度传感器。
微加速度传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高[1]、灵敏度高和集成度高等一系列优点。
如今微加速度传感器正在逐步取代传统加速度传感器，在电子产品、汽车工业、航天航空等军民领域得到广泛应用。
尽管各类微加速度传感器物理效应与结构形式不同，但它们都有着相同的力学基本原理和相似的工作原理。
2 微加速度传感器研究现状2.1 概述微硅加速度传感器是最早受到研究的微机械惯性传感器之一。
早在1970年左右，人们就开始研究微加速度传感器；到了80年代，电容式微加速度传感器出现。
90年代，压电式微加速度传感器设计成功。
受到扫描式隧道显微镜的启发，人们于20世纪末又开始隧道式硅微加速度计的研究[2]。
如今，微加速度传感器仍具有巨大研究活力。
2.2微加速度传感器的分类2.2.1压阻式微加速度传感器压阻效应是指当半导体受到应力作用时，由于应力引起能带的变化，能谷的能量移动，使其电阻率发生变化的现象。
压阻式微加速度传感器的悬臂梁上有压敏电阻，当质量块发生位移时，梁上的应力发生变化，进而改变压敏电阻的阻值，最终把加速度转变为电信号。
压阻式微加速度传感器经常使用三种结构。
双悬臂梁结构灵敏度高，但使用频率范围低，横向效应大，适用于小量程应用；双端支撑的四梁结构频率特性好，但灵敏度较低，适用于大量程应用；双岛五梁结构可以消除横向效应，灵敏度适中，适用于一般应用[1]。
压阻式微加速度传感器中比较典型的产品是美国EG&G ICSENSORS公司的产品，该公司传感器既有一维加速度传感器(如3022、3028、3145、3255等)，也有三维加速度传感器(如3355)，测量范围有0～e2509或0～e5009等[3]。
微机电系统在机械传感器中的应用及进展
微机电系统在机械传感器中的应用及进展微机电系统（MEMS）是一种基于微纳技术的集成系统，它将微电子技术、微机械技术和传感器技术相结合，可以制造出微小而高性能的传感器与执行器。
在现代科技发展的背景下，微机电系统在机械传感器方面的应用及进展逐渐受到关注。
本文将就微机电系统在机械传感器中的应用及进展进行探讨。
一、微机电系统的基本原理微机电系统是利用微纳米加工技术将微电子电路和微机械系统集成在一起，实现功能精细、体积微小的系统。
其基本原理包括两个方面：1. 微电子技术：微电子技术是MEMS中的核心，它利用半导体材料和集成电路技术，将传感器与执行器制造在微小的芯片上，实现高精度和高灵敏度的测量与控制。
2. 微机械技术：微机械技术是MEMS中的关键，它利用光刻、腐蚀、薄膜制备等工艺，制造出微小而复杂的结构，如微悬臂梁、微压力传感器等。
这些微结构能够实现物理量与电信号的相互转化。
二、微机电系统在机械传感器中的应用微机电系统在机械传感器领域有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 加速度传感器：MEMS加速度传感器是微机电系统最成功的应用之一。
它可以测量物体的加速度，并通过微电子电路将加速度转化为电信号。
在汽车安全气囊、智能手机、运动监测等领域中得到了广泛应用。
2. 压力传感器：MEMS压力传感器是另一个重要的应用领域。
通过微压力传感结构的变形，可以测量介质的压力。
MEMS压力传感器在汽车制动系统、工业自动化等领域中有着广泛的应用。
3. 温度传感器：MEMS温度传感器可以测量环境温度，并通过微电子电路将温度转化为电信号。
它在智能家居、医疗设备等领域中得到了广泛应用。
4. 气体传感器：MEMS气体传感器可以测量环境中特定气体的浓度。
它在环境监测、工业安全等领域中发挥着重要作用。
三、微机电系统在机械传感器中的进展随着科技的发展，微机电系统在机械传感器中也取得了不断的进展。
以下是一些进展的方向：1. 尺寸缩小：借助于微纳加工技术的不断进步，MEMS传感器的尺寸可以做到越来越小。
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《微机电系统设计学》读书报告——微加速度传感器概述查阅资料前，预计要解决的问题：1)微加速度传感器的产生2)微加速度传感器相比于传统传感器存在的优势3)微加速度传感器工作原理4)微加速度传感器主要有哪些类型，不同类型的特点5)不同类型的微加速度传感器大致结构和工作机制6)微加速度传感器主要应用及其发展趋势和前景7)国内外微加速度传感器的发展查阅的主要书籍及论文如下：1.刘昶等微机电系统基础[M] 北京：机械工业出版社，20072.李德胜等MEMS技术及其应用[M] 黑龙江: 哈尔滨工业大学出版社，20023.傅建中等微系统原理与技术[M] 北京：机械工业出版社，20054.刘好等微加速度传感器的研究现状及发展趋势[J] 光学精密工程2004,12(3)：81-865.李圣怡等微加速度计研究的进展[J] 国防科技大学学报2006（04）：34-37针对预期解决的问题，对查阅的资料进行整理。
一、微加速度传感器概述自19世纪产业革命以来，传感器作为检测单元不断用于改善机器系统的性能和提高系统的自动化程度。
随着MEMS技术的不断发展，特别是其加工技术，如蒸镀、刻蚀，微细加工的进步，过去很难加工的工艺变得容易了。
通过蒸镀可以制成均匀的、稳定的，并可以把拾取信息的敏感部分和电路集成于一体。
例如，微加工技术可在半导体材料上，利用刻蚀方法使局部厚度变成几个微米而感受压力的敏感膜，从而避免了传统的把感压膜固定在装置上而产生的诸多不稳定因素。
除了敏感元件及其信号处理电路，调节机构甚至运动元件也都可以利用微加工技术集成在一起，在相对极小的空间里制作出测量和控制系统。
各种各样的微传感器已经问世，测量对象从机械量的位移、速度和加速度到热工学量的温度和基于温度特性的红外图像和流速，以及磁场、化学成分等应有尽有。
同传统传感器相比，微传感器具有体积小、质量轻、功能灵活、功耗小，以及成本低廉等特点。
20世纪40年代初，德国人研制了世界上第一只摆式陀螺加速度计。
此后的半个多世纪以来，由于航空、航海和航天领域对惯性测量元件的需求，各种新型加速度计应运而生，其性能和精度也有了很大的完善和提高。
美国AD公司、美国加州大学Berkeley分校(UCB)、德国Dresden大学、日本Toyohashi大学等均开展了各种原理、结构的微加速度传感器的研究。
最成功的是美国AD公司的ADXL05和ADXL50系列单片集成差动电容式加速度计。
美国摩托罗拉公司批量生产汽车用MMAS40G电容式加速度计，选择双芯片设计制作技术，封装为双列直插式或单列直插式塑封，加速度测量范围为士40g,美国EG&G IC传感器公司建立了MEMS加工生产线，先后开发成功3255、3000系列压阻式加速度计，3255型主要用于汽车安全系统，敏感芯片与信号处理芯片封装在表面贴装的外壳内。
德国博世、日本电装公司也有类似产品。
加速度计面世后一直作为最重要的惯性仪表之一，用在惯性导航和惯性制导系统中，与海陆空天运载体的自动驾驶及高技术武器的高精度制导联系在一起受到重视。
这时候的加速度计整个都很昂贵，使其他领域对它很少问津，直到微机械加速度计(Micro Mechanical Accelerometer)的问世。
随着微机电系统技术的发展，微加速度计制作技术越来越成熟，国内外都将微加速度计开发作为微机电系统产品化的优先项目。
微加速度计与通常的加速度计相比，具有很多优点：体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性好等。
它可以广泛地运用于航空航天、汽车工业、工业自动化及机器人等领域，具有广阔的应用前景。
我国从1992年开始致力于微加速度传感器的研究，很多研究单位单位均开展了各种结构的微型加速度传感器的研究，并取得了一些阶段性成果，但尚未具备批量生产的能力，与产业化相距甚远。
当前国内在加速度技术上仍沿用传统的压电技术，精度停留在5×10-5g水平上，而且尺寸偏大，重量偏重，影响我国惯导技术的先进性。
近年来国内虽然有多个单位MEMS微加速度计进行了研究，但在精度上仍未取得突破，大体上只能达到10-1g的水平。
二、微加速度传感器原理MEMS加速度传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础，在单晶硅片上制造出来的微机电系统，包括微机械加速度计、微机械陀螺仪和微惯性测量组合。
微加速度传感器的工作原理是经典力学中的牛顿定律，其功能是测量运动物体的质心运动和姿态运动，进而可以对运动物体实现控制和导航。
MEMS微加速度传感器与非MEMS为加速度传感器相比，其体积和价格可减少几个数量级，对国防具有重大战略意义。
三、微加速度传感器分类及主要介绍微加速度传感器可通过其加工技术、控制系统类型、敏感机理来分类。
加工技术主要有体加工和表面加工，它们都是基于硅微晶片的技术。
体硅工艺通过干法或湿法腐蚀技术将多余的硅除去，以形成质量块及悬挂系统，是一个减法过程，工艺流程简单，输出信号较大，但与集成电路工艺的兼容性较差；表面牺牲层工艺是让氧化硅膜和硅聚合物的膜生长在硅微晶片上，然后将作为牺牲层的氧化硅用湿法腐蚀的方法除去，是一个加法过程，与标准CMOS 工艺相兼容，而且能产生单片集成器件，但输出信号较小，对检测电路的要求比较苛刻。
控制系统类型一般可分为开环式和闭环式(即力反馈式)两种。
开环式加速度计结构上没有反馈控制端，质量块不会自动回到平衡位置(除非外加的加速度停止作用)；而闭环式加速度计在结构上有一个力反馈控制端，它用来把检测电路输出的电学量转变成静电引力，从而使质量块重新回到平衡位置。
由于力反馈式加速度计引入了负反馈，因而可提高器件的工作频带、动态范围及稳定性能，但同时也增加了结构的复杂性及对检测电路的要求。
应用于微加速度传感器的敏感机理很多，目前有文献报道的主要有压阻式、电容式、压电式、隧道式、谐振式、真空微电子式等形式。
压阻式加速度传感器通常采用压敏电阻作为敏感元件。
压敏电阻的电阻率变化与质量块的位移有关。
其工作原理是将被测加速度转换为硅材料的电阻率变化来进行加速度的测量。
首次报道的微加速度传感器为压阻式，最先商业化的微加速度传感器也为压阻式。
压阻式加速度传感器的结构通常很简单，加工工艺与IC技术兼容，具有良好的直流响应特性。
但是灵敏度很小(在20～50g量程下约为1～2mV/g)，温度效应严重，动态范围有限。
图压阻式微加速度传感器结构电容式加速度传感器的敏感元件为固定电极和可动电极之间的电容器，是目前研究最多的一类加速度传感器，一般采用悬臂梁、固支梁或挠性轴结构，支撑一个当作电容动板电极的质量块，质量块与一个固定极板构成一个平板电容。
其工作原理是在外部加速度作用下，校验质量块产生位移，这样就会改变质量块和电极之间的电容，将这种变化量用外围电路检测出来就可测量加速度的大小。
电容式加速度传感器有许多优点，比如高灵敏度、良好的直流响应特性、低温度效应和低功率耗散。
但是，由于传感器输出的高阻抗，电容式加速度传感器易受电磁干扰影响。
图电容式加速度传感器结构简图压电式加速度传感器的敏感元件是压电材料，压电材料直接将作用于质量块的力转换为电信号。
加速度传感器的质量块与压电材料相连，当输入加速度时，加速度通过质量块形成的惯性力加在压电材料上，使压电材料产生变形，压电材料产生的变形和由此产生的电荷(电压)与加速度成正比，输出电量经放大后就可检测出加速度大小。
压电式加速度传感器被认为是测量绝对振动的最好工具，因为与其他已知类型的加速度传感器相比，压电式加速度传感器有如下优点：动态范围宽，在全部动态范围内线性度好，频率范围宽，质量轻。
但是，由于电荷泄漏，压电式加速度传感器不适于测量线(零频)加速度，将压电薄膜与泄漏路径绝缘，可以达到接近零频率的平坦响应。
而且由于压电效应，压电式加速度传感器温度效应严重，使用差动敏感器件可以减小这种温度效应。
隧道电流式微加速度传感器由于其潜在的高性能和广阔的应用需求，一直以来成为研究的热点。
隧道电流式微加速度传感器的工作原理是利用电子势垒隧道效应，把输入的加速度转换为质量块的相对位移，再通过隧道效应将位移量转换为隧道电流的变化，最后用检测电路测出电流变化量从而获得相应加速度的大小。
隧道电流式微加速度传感器是加速度传感器在高灵敏度、高可靠性方面应用的一个典型代表，其频带宽、灵敏度极高，大约在10－9g左右，温度效应小，又由于质量块的机械活动范围小，因而线性度好，可靠性高。
但是隧道电流式微加速度传感器信号噪声大，工作电压高，加工难度大，成品率不高。
国内外许多研究机构在进一步增大隧道电流式微加速度传感器的灵敏度等方面做了很多研究工作，如H.Dong等人采用双面ICP制作了一种面外隧道电流式加速度传感器，降低了在面外方向由于ICP侵蚀构造产生的高虎克常数，从而增大了传感器的灵敏度。
图隧道电流式微加速度传感器结构简图谐振式微加速度传感器的工作原理是利用加速度使谐振频率发生变化，从而测量出加速度。
当传感器的平行梁形状改变时，刚度也会改变，两对谐振器分别感应惯性力，这会在谐振频率的变化上显示出来，使二者频率改变，比较这两个频率就可以测量出加速度的大小。
谐振式微加速度传感器的独特优点是可以直接输出数字，测量精度极高，是一种很有前途和应用价值的微加速度传感器，但是制作工艺复杂。
谐振式微加速度传感器能够满足某些领域如汽车行业对加速度传感器的高性能要求，国外许多文献对谐振式加速度传感器有所报道，但是文献数量较少。
在国内，清华大学微电子所于1999年研究了一种新型的谐振式硅微加速度传感器，以较低的成本获得了很高的器件性能。
北京航空航天大学的郭占社设计了一种用于对运动载体的运动线加速度进行测试的谐振式加速度传感器，该传感器采用差动式双端固支音叉作为敏感元件，从结构设计上提高了传感器的精度。
图谐振式微加速度传感器结构简图真空微电子式加速度传感器的工作原理是：阴极或阳极在加速度发生变化时将受力而发生位移，导致阴、阳极间距改变，从而使阴极表面场强和阴极发射电流发生变化，通过检测电流变化获得加速度。
该类加速度传感器抗辐射，体积小，灵敏度高，温度稳定性好，制作工艺与集成电路兼容，便于集成化批量生产。
图真空微电子式加速度传感器结构四、微加速度传感器应用微机械加速度计以其尺寸小、成本低的诱人特点不仅在传统应用领域得到的应用，而且在商业领域占据了广泛的市场。
低成本加速度计的商业应用领域主要有：民用航空、车辆控制、高速铁路、机器人、工业自动化、探矿、玩具等等。
不同的应用领域对加速度计的性能要求也是不一样的。
微机械加速度计在汽车上的应用包括安全控制功能，如车轮的操纵和自动刹车、气囊开启和防抱死系统等，从而组成高级安全汽车。
安全气囊是提高汽车行驶安全性的重要部件，是一种辅助的约束装置。