MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）是指集機(jī)械元素、微型傳感器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS慣性傳感器可構(gòu)成低成本的INS/ GPS 組合導(dǎo)航系統(tǒng) ，是一類非常適合構(gòu)建微型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的慣性傳感器。MEMS慣性傳感器的突出特點(diǎn)使其在眾多的民用和軍用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

MEMS慣性傳感器的背景狀況

MEMS技術(shù)最早由Richard Pfeynman（1965年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)），在1959年提出設(shè)想。1962年硅微型壓力傳感器問世。

1979年Roylance和Angell開始?jí)鹤枋轿⒓铀儆?jì)的研制。1991年Cole開始電容式微加速度計(jì)的研制。

慣性傳感器包括加速度計(jì)（或加速度傳感計(jì)）和角速度傳感器（陀螺）以及它們的單、雙、三軸組合IMU（慣性測(cè)量單元），AHRS（包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng)）。

MEMS加速度計(jì)是利用傳感質(zhì)量的慣性力測(cè)量的傳感器，一般由標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊（傳感元件）和檢測(cè)電路組成。根據(jù)傳感原理不同，主要有壓阻式、電容式、壓電式、隧道電流式、諧振式、熱電耦合式和電磁式等。

1998年，美國(guó)CSDL設(shè)計(jì)研制了最早的MEMS陀螺。同年，Drapor實(shí)驗(yàn)室研制了另一種形式的MEMS陀螺?！　?MEMS陀螺是利用震動(dòng)質(zhì)量塊被基座（殼體）帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)的哥氏效應(yīng)來傳感角速度的原理制成。

主要形式有框架驅(qū)動(dòng)式（內(nèi)、外框架兩種）梳狀驅(qū)動(dòng)式、電磁驅(qū)動(dòng)式等。

IMU由于是MEMS技術(shù)組合的微型慣性測(cè)量單元，所以很多地方稱為MIMU。主要由三個(gè)MEMS加速度傳感器及三個(gè)陀螺及解算電路組成。

AHRS則為包括三個(gè)磁傳感器的IMU，并且依據(jù)四元素法進(jìn)行了解算，直接可輸出一個(gè)運(yùn)動(dòng)體的俯仰角、橫滾角和航向角。

低精度MEMS慣性傳感器作為消費(fèi)電子類產(chǎn)品主要用在手機(jī)、游戲機(jī)、音樂播放器、無線鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)、PD、硬盤保護(hù)器、智能玩具、計(jì)步器、防盜系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航等便攜式。由于具有加速度測(cè)量、傾斜測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量甚至轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量等基本測(cè)量功能，有待挖掘的消費(fèi)電子應(yīng)用會(huì)不斷出現(xiàn)。

中級(jí)MEMS慣性傳感器作為工業(yè)級(jí)及汽車級(jí)產(chǎn)品，則主要用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP或ESC）GPS輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車安全氣囊、車輛姿態(tài)測(cè)量、精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、大型醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、儀器儀表、工程機(jī)械等?！　?高精度的MEMS慣性傳感器作為軍用級(jí)和宇航級(jí)產(chǎn)品，主要要求高精度、全溫區(qū)、抗沖擊等指數(shù)。主要用于通訊衛(wèi)星無線、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等穩(wěn)定性應(yīng)用；飛機(jī)/導(dǎo)彈飛行控制、姿態(tài)控制、偏航阻尼等控制應(yīng)用、以及中程導(dǎo)彈制導(dǎo)、慣性GPS導(dǎo)航等制導(dǎo)應(yīng)用、遠(yuǎn)程飛行器船舶儀器、戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人等。
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