MEMS传感器在手机上的应用

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MEMS传感器在手机中的应用

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目录一、 什么是MEMS传感器 二、 MEMS传感器的特点 三、 MEMS传感器的研究内容 四、 MEMS在手机中的应用

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一、什么是MEMS传感器？微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)是将微电子技术与机 械工程融合到一起的一种工业技术，它的 操作范围在微米范围内。 MEMS(微机电系统)是指集微型传感器、 执行器以及信号处理和控制电路、接口电 路、通信和电源于一体的微型机电系统。

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二、MEMS特点微型化 智能化 多功能 高集成度 适于大批量生产

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尺度范围跨度比较： MEMS的尺度约为病毒(80nm)到花生(2cm) 范围，其尺寸跨度与珠穆朗玛峰(8km)到花 生(2cm)相当。

NEMS MEMS Microtechnology Nanotechnology [1cm,0.1μm] <100nm

km 珠穆朗玛峰 8km

m 人类 1.7m

mm 蚂蚁 3mm 头发 75μm

μm 细胞 5μm

nm 原子 0.1nm

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三、MEMS研究内容MEMS技术的目标是通过系统的微型化、 集成化来探索具有新原理、新功能的元件 和系统。MEMS技术是一种典型的多学科 交叉的前沿性研究领域，几乎涉及到自然 及工程科学的所有领域，如电子技术、机 械技术、物理学、化学、生物医学、材料 科学、能源科学等。其研究内容一般可以 归纳为以下三个基本方面。

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1、MEMS理论基础在当前MEMS所能达到的尺度下，宏观世 界基本的物理规律仍然起作用，但由于尺 寸缩小带来的影响(Scaling Effects), 许多物理现象与宏观世界有很大区别，因 此许多原来的理论基础都会发生变化，如 力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观 摩擦机理等，因此有必要对微动力学、微 流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学 和微结构学进行深入的研究。

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2 、MEMS技术基础MEMS的技术基础可以分为以下几个方面 (1)设计与仿真技术； (2)材料与加工技术； (3)封装与装配技术； (4)测量与测试技术； (5)集成与系统技术等

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3、MEMS应用研究人们不仅要开发各种制造MEMS的技术， 更重要的是如何将MEMS技术与航空航天、 信息通信、生物化学、医疗、自动控制、 消费电子以及兵器等应用领域相结合，制 作出符合各领域要求的微传感器、微执行 器、微结构等MEMS器件与系统。

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四、MEMS在手机中的应用MEMS加速计 根据终端设备的指向，MEMS传感器可以把图像、 视频和网页(无论是人物肖像还是风景画面)进行 旋转。通过上下左右倾斜手机，还可以查看手机 菜单；只要轻轻击打手机机身，就可以在屏幕上 选中不同的图标。 有了MEMS加速计，还能检测到用户抖动手机的 MP3播放器的动作，这个简单的手势可以让播放 器跳到下一首歌或返回到上一首歌。

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MEMS陀螺仪 陀螺仪能够测量沿一个轴或

几个轴运动的 角速度，是补充MEMS加速计功能的理想 技术。事实上，如果组合使用加速计和陀 螺仪这两种传感器，系统设计人员就可以 跟踪并捕捉三维空间的完整运动，为最终 用户提供现场感更强的用户使用体验、精 确的导航系统以及其它功能。

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MEMS陀螺仪

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MEMS运动控制技术折射出了未来手机的样 子：只有数量很少的按键，不再有普通的 键盘。向手机输入信息时，用户在空中书 写数字和字母，MEMS传感器识别这些动 作，手机软件将这些动作还原成数字和字 母；软件还可以把用户预定的动作变成特 殊的自定义功能。

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预测下一步手机上的MEMS声波传感器(麦克风) 需要微型化吗？是的，需要，相当需要， 且使用一个以上的麦克风，麦克风的体积 缩小需求就更迫切，麦克风也牵涉到机械 (声波会使微型机械振动),并将机械振 动转换成电子信号，因此微型化的麦克风， 是个不折不扣MEMS传感器。

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压力传感器 可用于测量楼层高度、气压，精度更高的 话甚至可以用来测量身高。

压阻式 谐振梁

电容式

谐振式

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那这些手机上的传感器算mems吗？ 比如影像传感器(相机镜头),亮度传感 器，磁阻传感器，近接传感器(红外)。

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说了这么多，真的称得上MEMS传感器的， 其实只有麦克风、加速度传感器、陀螺仪、 压力传感器四个，其他的传感器多是夸大 延伸，不是不用微型化，就是根本没用及 机械技术。