MEMS运动传感器简介
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MEMS运动传感器主要有加速度计、陀螺仪、磁力计三大类，其中加速度计与陀螺仪更为常见，常称为惯性传感器。加速度计和陀螺仪可以集成为六轴惯性传感器；磁力计和加速度计集成为电子罗盘（e-compass），加速度计、陀螺仪和磁力计可集成为9轴传感器。
1、MEMS陀螺仪
传统的陀螺仪是一个不停转动的物体，根据角动量守恒原理，测量出陀螺转子的垂直轴与设备之间的夹角，并计算角速度，从而判断物体的运动状态。
传统陀螺仪的结构
MEMS陀螺仪的基本结构设计
MEMS陀螺仪的核心原理为科里奥利力，其内部结构主要分为梳齿结构的驱动部分和电容板形状的传感部分。在可移动电容板上加震荡电压后，可以通过科里奥利力来探测出电容变化，再从电容的变化计算出角速度。
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2、MEMS加速度计
加速度计的结构组件主要有检测质量、弹簧、电位器、阻尼器等。通过测量在任一轴向的受力情况，可以得到该方向的加速度的大小。因此加速度计可以通过探测不同轴向的受力情况，从而感知任意方向上的加速度。
传统加速度计的结构
MEMS加速度计的结构
MEMS加速度计和传统的加速度计形似，主要分为压电式、容感式和热感式三种。
MEMS加速度计的主要分类
三轴MEMS加速度计在车身安全、控制系统中的应用
三轴MEMS加速度计在消费产品中的应用
3、MEMS磁力计
磁力计通过测试磁场强度和方向可以定位设备的方位，比如可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。以意法半导体的MEMS传感器LSM303DLH为例，该磁力计采用各向异性磁致电阻（AMR）材料，该材料对外界的磁场很敏感，其中磁场方向和电流的夹角θ角的变化会引起AMR自身阻值的变化，并且呈线性关系，而AMR阻值的变化又可以通过惠斯通电桥检测得到。
AMR材料示意图
磁场方向和电流方向的夹角，惠斯通电桥电路
4、电子罗盘
电子罗盘俗称电子指南针，能实时提供移动物体的航向和姿态，目前大多智能手机上都实现了这个功能。电子罗盘集成了MEMS加速度计和磁力计，作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用于航空、车辆自主导航、机器人等领域。电子罗盘可以分为平面电子罗盘和三维电子罗盘。
智能手机中的电子罗盘
电子罗盘的分类
在实际应用中，每个运动传感器各有优劣，所以将陀螺仪、加速度计和磁力计融合使用，有助于提
升传感器的运算精度。譬如陀螺仪长时间使用会产生漂移，电子罗盘（加速度计+磁力计）可为陀螺仪提供参考系并完成校准功能；磁力计易受环境影响发生倾斜，惯性传感器（加速度计+陀螺仪）可为磁力计做倾角补偿；而加速度计、陀螺仪和磁力计集成的9轴传感器集成度高，性能强劲，适合高精度的应用场景。
以模拟导弹发射为例，加速度计确定导弹的速度，长时间测量值正确，但是短时间内测量值由于信号噪声而有偏差。陀螺仪确定导弹的角速度，较短时间内测量值比较准确，但是长时间使用会产生漂移从而有测量误差。但是结合双方优势还不够，还需要磁力计来进行倾角补偿，才能使导弹发射的轨迹符合预期。
MEMS运动传感器的优势可以形成互补
模拟导弹发射（加速度，磁力计，陀螺仪三者的融合）
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