MEMS傳感器的工作原理是什么？

MEMS傳感器（微機電系統傳感器）的工作原理基于微機械結構與半導體技術的結合，通過物理形變或化學變化轉換為電信號實現感知。以下是核心原理及典型類型：

一、基本工作原理

機械結構形變?

MEMS傳感器通過微米級機械結構（如硅薄膜、懸臂梁）感知外界參數變化。例如，壓力傳感器中的硅薄膜受力形變，導致嵌入的壓敏電阻阻值改變（壓阻效應）或電容板間距變化（電容效應）?。

信號轉換與處理?

形變產生的電信號（電阻/電容變化）通過配套ASIC芯片進行放大、濾波和數字化處理，最終輸出可讀數據?。例如，加速度計通過檢測質量塊位移引起的電容變化測算加速度。

二、主要類型及原理

壓阻式傳感器?

原理?：硅薄膜形變導致惠斯通電橋電阻變化，轉換為電壓信號。

應用?：絕壓測量（如胎壓監測），精度達±0.1% FS?。

電容式傳感器?

原理?：電容板間距隨壓力改變，通過檢測電容值變化測算壓力。

優勢?：適合動態測量（如智能手機海拔計）?。

壓電式傳感器?

原理?：壓電材料（如石英）受力產生電荷，用于高頻振動檢測（如發動機爆震）?。

三、技術特點

微型化?：采用雙面光刻工藝，尺寸可至毫米級?。

高集成度?：機械結構與信號處理電路集成于同一硅片，提升可靠性?。

低功耗?：電容式方案功耗低至微安級，適合穿戴設備?。

MEMS傳感器通過融合微機械與電子技術，實現了對壓力、加速度、溫度等參數的高精度感知，其工作原理的多樣性使其在汽車、消費電子等領域廣泛應用?。