MEMS运动传感器简介

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-09-30 09:15:54】【打印】【关闭】

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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。

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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