农场上的动物可望成为MEMS传感器的下一个重要应用领域

农场上的动物可望成为MEMS传感器的下一个重要应用领域。爱尔兰农业设备制造商Dairymaster公司正为牛群打造一款内建微机电系统(MEMS)的漂亮颈圈── MooMonitor。

这项新应用将带来巨大商机。根据英国农业与园艺发展协会(Agriculture and Horticulture Development Board)统计，全球有超过2.5亿头乳牛；而联合国粮食与农业组织(UN Food and Agricultural Organization)也指出全球分别有超过10亿只的羊与猪。Diarymaster公司率先将MEMS传感器应用于牛群中，而瑞士新创公司Anemon则将应用在牛群的MEMS传感器扩展到其它家畜的豢养。

“MEMS产业应该更密切地关注农业及其相关产业的发展，”MEMS产品开发公司Fitzgerald & Associates创办人Alissa Fitzgerald说，“农业可望为MEMS传感器带来下一个重大的市场商机。”

Dairymaster公司的MooMonitor能追踪动物，监控每头乳牛的活动，让他们自动进出牧场以及监测母牛排卵状况。

MooMonitors包含一个MEMS加速度计可监控动物的活动状况，透过RFID标签追踪牛的位置，以及经由颈圈控制自动门让牛群进出牧场与挤奶厂。然而，根据Diarmaster表示，最大的好处在于MooMonitor能够连接到智能手机应用程序，在牛排卵时通知农场主人。

 据Dairymaster表示，乳牛排卵经常发生在夜晚的时间，往往让农场主人措手不及，无法立刻找到一头公牛进行交配。而采用MooMonitor在夜晚监测到母牛的焦躁不安及其体温时，手机应用程序可随时通知农场主人预先准备好公牛。预计这将能为美国乳制品产业每年省下3亿美元以上。

MEMS将被用于实现新一代超精密的测量仪器

微机电系统（MEMS）谐振器最近被利用于消除激光中的细微量子波动，从而可望用于实现新一代超精密的测量仪器。

美国加州理工学院（California Institute of Technology）教授Oskar Painter在实验室开发出的这项研究，可说是首次展示由标准硅晶MEMS所产生的“压缩光”。

激光测量技术可用于实现一些世界上最精确的测量仪器，但是，针对一些最敏感的科学应用时，必须设法克服原始激光波形中固有的波动。这种称为“量子波动”的情形会持续存在，甚至存在激光穿过的真空状态。如今，Painter与其他几位教授们共同研发出一种硅晶MEMS元件，可将量子波动压缩出来，产生一种比传输于真空状态时更纯净的光。

相较于普通光，压缩光具有精确量测的优点，而且可在极低电平下实现。此外，由于这种压缩光是透过硅晶产生的，因而能扩展至具有超敏感固态感测器的各种应用中。

自从加州理工学院教授Kip Thorne和物理学家Carlton Caves在30多年前预测压缩光能实现更灵敏的感测器后，该校一直是压缩光研究的先驱。十年后，加州理工学院教授Jeff Kimble以压缩光进行了一项实验，为加州理工学院和麻省理工院(MIT)共同营运的激光干涉引力波天文台(LIGO)中所用的引力波探测器光提高了激光灵敏度。

扫描硅晶微机电谐振器的电子显微镜影像(a)可用于产生压缩光。光进入(左)并反射透镜(右)而与微机电谐振器互动，从而消除了波动。数值模型显示纳米光束的差分平面运动(b)

在绝缘体上覆硅(SOI)基底制造出来的MEMS谐振器，可耦合至一个能将激光馈送至硅光束间所产生的纳米光子空腔的波导。光线在此空腔中来回反射光束，使其得以与传统量子波动相反的方式产生振动，从而消除量子波动。

Painter与博士候选人Amir Safavi-Naeini和Jeff Hill，以及 along with postdoctoral scholar 博士后研究Simon Groblacher、前研究生Jasper Chan、维也纳大学物理系教授Markus Aspelmeyer 共同展开这项研究。

该计划的资金由Gordon and Betty Moore Foundation、DARPA、空军科研学办公室以及Kavli Nanoscience Institute纳米科学研究所赞肋。

MEMS为基础应用 MEMS所打造的智慧生活已然成形

MEMS（微机电系统）元件的应用可说是无所不在，随着制造技术的精进及成本的下降，包括家庭闸道器（Home gateways）、住家自动化（HA）、新的人机界面（HMI）、即时健康监测系统、用于预防医学的生物晶片、穿戴型行动装置及物联网等，都是以 MEMS为基础技术的重要应用，MEMS所打造的智慧生活已然成形。

　　根据Yole Developpement的研究报告指出，2012年全球智慧型手机与平板电脑用 MEMS 感测器市场产值为22亿美元，预计在2013年达到27亿美元，且自2013至2018年间，全球 MEMS 感测器市场将以18.5%的年复合成长率成长，2018年时可望达到64亿美元的市场规模。　　

意法半导体执行副总裁Benedetto Vigna表示，MEMS的下一波大规模成长将来自物联网的需求，藉由智慧型感测器系统的布建，虚实环境得以进一步连结。

　　MEMS近年需求量的大爆发，主是要拜智慧型手机、游戏机及平板电脑等消费性电子所赐。针对MEMS的市场前景，ST意法半导体执行副总裁暨类比、MEMS及感测器事业群总经理Benedetto Vigna表示，MEMS的下一波大规模成长将来自物联网的需求，其中主要集中在动作感测器、声音感测器以及环境感测器，例如湿度、压力和红外线感测器等，藉由智慧型感测器系统的布建，虚实环境得以进一步连结。

　　面对物联网成长的趋势，Benedetto Vigna强调，意法半导体将利用既有的各种类型感测器技术及超低功耗的家用、商用及工业用无线射频晶片，以及用于穿戴式应用的低功耗蓝牙介面，共同推动物联网市场的成长，并创造下一波MEMS应用商机。

　　此外，常见的车用MEMS感测器，也属于物联网中的车联网一环。常用的元件包括用于汽车动力传动系统与胎压监测系统运用的压力感测器、用于安全气囊系统的加速度计，以及用于电子车身稳定控制系统运用的陀螺仪等，由于MEMS感测器在众多安全性系统中扮演重要角色，因此与安全法规相关的应用，将是推动车用 MEMS感测器需求持续成长的动力。

基于MEMS技术的静电传感器

日本产业技术综合研究所开发出了基于MEMS（微电子机械系统）技术的静电传感器，并在“日本Nano Micro Business展”（东京有明国际会展中心，7月5日闭幕）上进行了展示。 

传感器部分安装有借助悬臂悬浮的微小电极。带静电荷的物体靠近传感器后，微小电极的电位就会发生变化，根据这一变化就能测出静电容量。试制的传感器部分的尺寸约为数mm见方，可轻松实现阵列化。使用实现了阵列化的传感器，还能测量静电的表面分布。 

为了准确测量，需要振动悬臂，使静电容量发生周期性变化。悬臂利用PZT的致动器驱动。试制器件在200mm的晶圆上形成，PZT用溶胶-凝胶法成膜。（记者：三宅 常之，Tech-On！） 

小型、高性能的MEMS产品将在多领域拓展市场

MEMS产品早在1980年就已经存在了，与使用了CMOS工艺的一般半导体相比，因为晶圆制成非常复杂，包装也很耗功夫，使得工程标准化和低成本变得十分困难，所以只应用于有限的用途。但是，最近确定了批量生产小型、高性能的MEMS产品的技术，除了汽车发动机控制、医疗器械、喷墨打印机这些常用用途外，数码相机和智能手机这类随身携带的电子产品里也使用了很多的MEMS产品。

近年来，随着使用了MEMS技术的半导体产品的需求和用途正在不断扩大。MEMS产品市场今后将持续每年增长10-15%，并预计在2017年时，将从现在的9200亿日元增长到17000亿日元。（Yole Development公司预测）

村田制作所传感器产品阵容的扩充

株式会社村田制作所于2012年1月收购了芬兰的MEMS专业制造商VTI Technologies Oy(以下简称VTI公司)，VTI公司改名为Murata Electronics Oy，并成为了村田的一员。Murata Electronics Oy向各类市场及用途提供了采用独特的3D-MEMS（三维MEMS）技术的高性能及高可靠性的MEMS传感器。

图1：3D-MEMS元件的结构

3D-MEMS元件是由可动部件构成的硅晶片和上下包裹着硅晶片用来结合、密封的CAP晶圆构成的，CAP晶圆是用硅和玻璃形成电极（图1）。可动部件由弹簧支撑，形成纺锤和梳型的电极，在受到外力时，通过检测可动部件发生变形时的静电容量的变化，实现加速度传感器、陀螺仪传感器、倾角传感器的功能。

3D-MEMS结构的可动部件是密封的释放气体，此外内部是对称结构，利用相对的2个电容器来检测外部受力。通过这样的结构实现了高感度和低噪声，即使在十分严峻的使用环境下都能稳定运作，具备了良好的温度特性和长期可靠性的传感器。

收购了VTI之后，扩充了村田的传感器产品阵容。由VTI公司研发的卓越的MEMS技术和产品与村田的研究开发力、销售网络相结合，推进了面向今后的市场和应用的传感器产品的发展。

汽车市场

图2：组合陀螺仪传感器

汽车市场是最炙手可热的市场之一，面向车载系统的加速度传感器占有世界市场的最大比例。面向汽车的安全行驶和防止事故的车身稳定系统系统（ESC）、防抱死系统（ABS）、轮胎压力监测系统（TPMS）这样的安全功能配备于新车中，以发达国家为中心这一做法已经被法制化，而电动驻车制动器（EPB）和坡道起步辅助系统（HSA）这些新型功能也不断诞生。

正因为预计到MEMS传感器作为实现这些应用的关键部件，汽车市场对其需求将越来越大，村田制作所也将强化组合陀螺仪传感器（加速度传感器&陀螺仪一体化的传感器、图2）等产品阵容。

工业/医疗设备市场

MEMS传感器的需求正向工业用的运输设备、测量设备、建设设备和微创诊断设备以及内嵌型设备等用途延伸。采用了坚固的3D-MEMS结构的我公司的加速度传感器和倾角传感器（图3）被广泛用于要求具备自我诊断功能、高性能和高可靠性的用途。

就连飞机等要求极高的精度和可靠性的应用中采用的事例也有很多，像用于起搏器这类内嵌式设备，也处于世界领先的水平，以丰富的经验和知识为基础为客户提供支持。

图3：倾角传感器

 消费电子产品市场

面向消费电子产品的MEMS传感器现在在MEMS市场中，也是需求急剧扩大的一部分。加速度传感器、陀螺仪传感器在智能手机上的搭载率急速增加以外，游戏机和远程控制设备中的搭载率也在增加。我公司应用从汽车和工业传感器中所获得的MEMS技术和工艺，以降低成本为目的，于去年，成功商品化了业界最小的消费电子产品用3轴陀螺仪传感器。今后加速度/陀螺仪/地磁传感器的复合式产品等将根据市场的趋势，推进复合式传感器的商品化。

今后，MEMS不仅限于已有的产品及市场，还将成为应用于其他多种用途的高潜力技术。村田制作所将MEMS视为未来的核心技术之一，活用VTI公司的技术，继续为市场提供最高端的MEMS商品，不断强化开发体制和客户支持系统。

目前，桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）的科学家开发出一种微型光伏电池，为传统太阳能的收集和使用方式进行技术升级。微型光伏电池是采用微电子和微机电系统（MEMS）技术制成。将这种微型的光伏电池安装在人体上，人体就变成一个“会走路的”太阳能电池充电器。

晶体硅电池在许多新兴领域拥有巨大潜力。预计将来无论在制造成本还是能源效率上都远远优于现在使用的普通光伏电池，普通光伏电池是由6英寸见方的太阳能电池晶片叠加而成。

桑迪亚国家实验室首席调查员格雷格尼尔森说：“这种微型光伏电池的优势十分显著，包括应用领域更广、性能更高、成本更低、并且能源效率更加优化。将来非常有可能投入规模化生产，并且可以安装在各种形状的物体内部，例如，帐篷、甚至衣物。这样，猎人，远足者或军事人员可以随时在野外为他们的电子设备充电。”

更妙的是，在这种微型光伏电池基板上蚀刻电路，还将极大方便工人在现场施工和设计。桑迪亚国家实验室现场工程师古普塔说：“安装在房屋和仓库的屋顶的微型光伏电池模块还可以实现智能控制，逆变，甚至是存储功能。这种集成模块可以大大简化太阳能援助小组成员的现场工作，包括繁琐的设计，认证许可，以及电网一体化程序。”

“而对于大型发电站来说，相比目前的光伏技术，这种微型光伏电池最大的好处是大大降低了制造和安装成本，” 桑迪亚国家实验室研究员穆拉特奥坎丹说。

六边形超薄晶体硅光伏电池（厚14-20微米，长0.25-1毫米）

成本较低的原因之一是这种微型体积需要较少的材料，用以满足良好的控制和高效能的要求。微型电池的厚度从14到20微米不等（人的头发大约是70微米厚），比传统6英寸见方的光伏电池的厚度薄10倍，但却能释放同等电量。

奥坎丹说：“微型电池比普通光伏电池所使用的硅晶片少100倍，但却能释放相同的电力，由于他们比传统的电池的体积小很多，而且当用于特定环境时较少发生机械变形，所以从长远来看，可能微型光伏电池更加可靠。”

此外，由于这种微型电池的直径只有几百微米，所以，对硅晶片的尺寸要求很小，今天我们所使用的任何一种规格（12/18英寸）的硅晶片都能轻松剪裁出一块微型光伏电池。

不仅如此，当某一块微型电池出现质量瑕疵，硅晶片剩余部分还能继续利用，但如果所要剪裁的电池有砖块那么大，那么整块硅晶片都因此而浪费了。电池的体积越大所需要的电线越粗，这无形中就增加了成本，而这个问题对于微型电池就不存在了。

尼尔森说：“对于普通的光伏电池，只有暴露在阳光中的硅晶片才能发出电力，而一旦某一部分的阳光被遮住了，这一部分就会完全“停电”。在这点上，微型光伏电池对遮光体的容忍度要高于普通电池板。”

但是，从传统硅光伏电池模块（6*6英寸）向微型光伏电池的商业转变又谈何容易？单说制造一块微型光伏电池需要引进的技术就包括微机电系统，电子发光二极管（LED）技术，还有砷化镓取代硅的程序。

因此，体积上的转变相对而言还是比较容易的。制造一块微型光伏电池首先需要从硅晶片上截取一块，而后利用集成电路和微机电技术为电池制备电极触点，再经过蚀刻等程序最后将其制成六边形的光伏电池。

所采用是目前非常普遍的一种叫“排列包装机（pick-and-place machine）”的商用工具，预先在电触点上安装芯片（13万片/小时），并且安装过程需要在温度较低的地方进行。安装费用取决于光学浓度和芯片尺寸，大约每片0.1美分，每平方米范围内能安装1至5万个。而另一种新型的替代工具还处于实验室研究阶段，有望能实现自组装和降低安装成本的目标。

太阳能聚光器拥有低成本、预制、光学微透镜阵列等优点，可以直接安装在每一个芯片模块上，以促进更多的光子通过光伏效应转换成电子。微型电池则能以更低的成本和更高的效能达到这一目的。此外，由于微型电池板上的芯片密集程度很高，所以能直接输出高电压，从而降低了高压电阻损耗和电线成本。目前，该技术还普遍应用于卫星和遥感领域。

该项目是由美国能源部太阳能技术项目部和美国桑迪亚国家实验室定向研究和开发项目部共同支持，由桑迪亚国家实验室的微系统中心（Sandia's Microsystems Center）联合光伏发电和电网集团（Photovoltaics and Grid Integration Group），和材料设备能源技术集团（Materials, Devices, and Energy Technologies Group），以及美国国家可再生能源实验室的太阳光聚光发电集团（National Renewable Energy Lab's Concentrating Photovoltaics Group）共同承担研发任务。

MEMS振荡器技术已经准备就绪

压电MEMS(pMEMS)谐振器和振荡器是新一代基于芯片的频率控制器件中的两种器件，这类基于硅技术的新一代器件有很多优势，例如具备半导体级的抗冲击和抗震动性能。此外，半导体的特征尺寸允许在单个晶片上同时制造大量器件，从而可实现规模经济。此外，这类器件还可以采用低成本塑料封装，利用半导体级的集成度实现占板面积更小的封装，为节省电路板空间和不断微型化提供了机会。为了应对振荡器挑战，IDT开发了超小的、采用纤巧晶片级封装的CrystalFree谐振器

pMEMS振荡器的其他优点包括：自然地与表面贴装组装流程兼容，而且从订货到交货的时间很短。这使供应商和用户(电子产品制造商)能降低供货短缺风险，保持更少的器件库存。如同使用石英晶体时一样，pMEMS谐振器无需电源，而且插入损耗更低。此外，MEMS谐振器不会遭遇频率扰动(activity dip)问题，而这一问题可能损害石英晶体器件的可靠性。

4M振荡器的亚皮秒级抖动性能可与典型的晶体振荡器相媲美，且频率准确度在±50ppm之内。该系列器件在频率高达625MHz时，支持低压差分信号(LVDS)和低压正发射极耦合逻辑(LVPECL)，从而满足大多数通信、网络和高性能计算应用的严格要求。该系列振荡器在2.5V至3.3V的电源电压范围内工作。所规定的±5ppm的老化稳定性使这些器件适用于电信和互联网基础设施领域的应用。

 随着2012年5月推出4M系列振荡器，IDT推出了世界上第一款能提供高性能通信、消费类、云计算和工业应用所需的频率准确度和抖动性能的pMEMS振荡器。

IDT的CrystalFree谐振器

在4M系列pMEMS谐振器的设计中，IDT结合了压电材料强大的机电耦合特性和单晶硅的稳定性与低衰减特性，开发出了一个实用、经济的振荡器系列，该系列的可靠性和性能水平均很高。

与基于石英晶体的传统器件相比，pMEMS技术的固有特性还允许更高的固有谐振频率，从而使这些振荡器不必牺牲关键性能规格，就能以富有竞争力的价格提供更高的性能。4M系列器件凭借小型芯片尺寸和晶片级封装，可采用更小的5mm x 3.2mm(5032)塑料封装，该系列器件也提供7mm x 5mm(7050)封装选择，以与广泛采用的石英晶体的外形尺寸相匹配。

IDT还提供pMEMS时钟发生器，例如CrystalFree  5V系列，该系列产品结合了pMEMS振荡器技术和锁相环(PLL)技术，可为消费类、计算以及嵌入式应用提供优质时钟频率。通过集成pMEMS技术，这些器件无需额外的外部频率源，因此有助于提高可靠性、减小电路板尺寸并降低系统成本。实际上，pMEMS技术能使很多新颖的功能集成到同一封装中，例如时钟倍频器、分频器、多输出配置等。

pMEMS技术的另一个好处是，振荡器输出频率可以在器件离开工厂之前快速设定，而无需耗时或费用高昂的微调。这使供应商如IDT能以富有竞争力的价格提供定制频率，即使最低订单量较少也一样。

坚固的工业频率控制

随着MEMS振荡器领域最近取得的进步，如4M pMEMS系列所显示，MEMS振荡器技术已经准备就绪，能提供精确的工业应用所需的准确度和稳定性。随着工业电子产品领域发生的变化，例如广泛采用为工作人员提供更大灵活性并有助于提高生产率的手持式设备，pMEMS振荡器固有的抗冲击和抗振动性能引起了设备设计师的关注和兴趣。

标准石英晶体器件被看作易损坏组件，在这种器件中，晶体夹装在金属外壳中。大约50g至100g的冲击就能使晶体断裂，因此晶体制造商会发布晶体组件的存储、包装及运输指导原则。这类指导原则规定，要避免不小心的处理方法，例如掉落或抛扔装有晶体的容器或系统，或者在将晶体组件插入系统时，用力过大。

晶体制造商已经开发出抗冲击性很强的产品，这类产品抗机械应力的性能得到了极大的提高。在所采用的方法中，最大限度地减小晶体尺寸和特征尺寸，例如调整音叉叉齿，可有效减少质量和降低内部剪切力。此外，安装和陶瓷封装技术的改进也为提高晶体的抗损性作出了进一步的贡献。今天的高抗冲击性晶体能经受远超10,000g的冲击而不被损坏，而抗冲击性最高的晶体能承受超过100,000g的冲击，以用在要求极端苛刻的军用应用中。

相比之下，MEMS振荡器具备半导体级的坚固性，不依靠特殊的构造或封装方法，就能提供50,000g量级的高抗冲击性。这为设计师提供了即经济又坚固的定时解决方案，在众多类型的设备中提供了长期可靠性，例如：重型钻或切割设备的驱动装置；运动控制；运输系统中的电子产品，如轨道牵引传动装置或刹车控制器。汽车电子产品设计师也可以利用pMEMS器件具备的抗机械应力的坚固性，开发能承受连续高强度振动的产品模块，这类振动即使在汽车的正常使用中也会遇到。

结论

消费类多媒体产品到工业自动化和监视系统、网络和通信基础设施以及坚固的军用设备，所有数字电子产品都有一个滴答作响的“心脏”，即一个准确的振荡器。历史上，工程师一直利用石英晶体的谐振特性来实现准确的定时。随着提高可靠性和性能的压力持续增大、对更小尺寸和更低功耗的要求以及逻辑电路速度的提高，这一切都促使定时专家开发新的材料和技术。

总之，具备亚皮秒级抖动的pMEMS振荡器为设计师提供了更大的选择自由，加速了向更小、更准确、价格更富竞争力的定时解决方案的转变。这最终将允许设计师准确确定，哪些类型的器件最适合最终应用，他们可以选择晶体振荡器、CMOS硅振荡器或压电MEMS器件，以满足成本、频率、准确度、稳定性、机械弹力、尺寸、功耗和可用性要求。

利用微机电系统(MEMS)开发的微流体(microfluidics)芯片来模拟人类的实际反应

麻省理工学院(MIT)的研究人员和一些其他的研究单位已经展开一项金额高达3,200万美元的“芯片上人体系统”(human body-on-a-chip)研究专案，该专案将利用微机电系统(MEMS)开发的微流体(microfluidics)芯片来模拟人类的实际反应。

研究人员将利用微流体技术，在芯片上的传感器测试工程人体组织样本的药物、疫苗和毒素。目前美国国防部先进研究计划署(DARPA)和美国国立卫生研究院(NIH)都为该专案提供资金。

这项专案旨在加速新药物的开发速度和效率，并提供快速检测不明物质毒性的方法。在芯片上共可装置10组的可互换人体组织模组，从而更快速地准确预测药物和疫苗的疗效，毒性以及药物动力学。

该专案将开发出一款微流体芯片，该芯片上的传感器上可安装不同的工程人体器官样本，并监测他们的行为。这些样本将以可配置的方法相互连接，让使用者能进行循环系统、内分泌、肠胃道、免疫系统、外皮部份、骨骼肌肉、神经、生殖系统、呼吸系统和泌尿系统进行建模。未来的版本也将针对个人化医疗趋势纳入干细胞测试。

作为DARPA旗下微观生理学(Microphysiological)系统的一部分，这个专案以麻省理工学院为首，其他参与单位还包括了Charles Stark Draper Laboratory, MatTek Corp. 以及Zyoxel Ltd.。另外，美国卫生研究院所属的国家先进转化科学中心(The National Center for Advancing Translational Sciences at NIH)也将参与该专案，与MIT、Draper Laboratory和美国匹滋堡大学(University of Pittsburgh)合作，运用芯片上人体系统来为癌症转移治疗建模。

奇思异想的MEMS技术 医疗导航

本文将研究医疗导航应用的独特挑战，并且探讨可能的解决方案——从传感器机制到系统特性。首先将回顾传感器的一些重要性能指标，以及在传感器选型中应当考虑的潜在误差和漂移机制。本文还会重点介绍通过集成、融合和处理来增强传感器的方法，例如通过采用卡尔曼滤波。然而，在展开详细论述之前，回顾惯性微机电系统(MEMS)传感器技术的一些基本原理可能会有帮助。
基于MEMS的系统可以显着提高髋关节和膝关节植入体与病人骨骼结构的对准精度，减轻不舒适感，从而避免进行修正手术。导航通常与汽车、卡车、飞机、轮船，当然还有人相关。但是，它也开始在医疗技术领域发挥重要作用，精密手术仪器和机器人就需要使用导航。手术导航工具的设计要求与传统的车辆导航具有广泛的共同点，但前者也提出了一些独特的挑战(例如，由于是在室内使用，无法获得GPS支持)，需要更高的性能。
MEMS基本原理
一度被认为是奇思异想的MEMS技术，现已成为我们大多数人每天都会碰到的成熟技术。它使我们的汽车更加安全，增强了手机的可用性，能够测量和优化工具及运动设备的性能，并且不断提高对住院病人和门诊病人的医疗护理水平。
用于线性运动检测的MEMS器件通常是基于一个微加工的多晶硅表面结构，该结构形成于硅晶圆之上，通过多晶硅弹簧悬挂在晶圆的表面上，提供对加速度力的阻力。在加速度下，MEMS轴的偏转由一个差分电容测量，该差分电容由独立固定板和活动质量连接板组成。这样，运动使差分电容失衡，导致传感器输出的幅度与加速度成正比。举一个大家熟悉的例子，当汽车由于碰撞而突然急剧减速时，安全气囊传感器中的MEMS轴会产生同样的运动，使得电容失衡，最终产生信号触发安全气囊打开。这一基本加速度计结构，根据不同的应用性能参数进行调整并增加数据处理功能后，可以精确地指示倾斜度、速度甚至位置。还有一种与此不同但技术上相关的结构是陀螺仪，它能检测旋转速率，输出形式为度/秒;加速度计则是检测重力。
将运动检测转化为对医疗保健有用的信息
通过一个功耗极低的紧凑器件来精确检测和测量运动的能力，几乎对任何涉及到运动的应用都是有价值的，甚至对那些运动要求不是很关键的应用也是有价值的。表I按运动类型列出了一些基本医疗应用。需要解决更多挑战的更高级应用将在稍后讨论。
                    
导航——从车辆到手术仪器
惯性传感器在工业中用作辅助导航器件已经相当广泛。通常，惯性传感器与GPS等其他导航设备一起使用。当GPS访问不可靠时，惯性导航可以利用所谓航位推算技术来弥补空隙。除了最简单的导航之外，多数解决方案都会依赖多种类型的传感器，在所有条件下提供所需的精度和性能。GPS、光学和磁性检测技术已广为认知，相关产品也很丰富。然而，每种技术都有其不足之处，即使一起使用，互相之间也不能完全补偿彼此的不精确性。MEMS惯性传感器则有可能完全补偿传感器的不精确性，因为它不存在上述干扰，并且不需要外部基础结构：无需卫星、磁场或相机，只需惯性。
就像车辆导航设备会发生GPS遮挡问题一样，医疗系统所用的光学导航技术也会遇到视线遮挡问题。发生光学遮挡时，惯性传感器可以执行航位推算，从而通过冗余检测增强系统的可靠性。
医疗导航
本例的目标是让植入体与患者自然轴的对准误差小于1°。95%以上的全膝关节置换(TKA)手术采用机械对准方法，它所产生的典型误差为3°或更大。使用光学对准的计算机辅助方法已经开始取代一些机械程序，但可能由于设备开销较大，推广过程缓慢。无论使用机械对准还是光学对准，这些手术中大约30%都会有未对准的情况(定义为3°以上的误差)，使病人感觉不舒服，常常需要进行额外的手术。降低对准误差的可能好处包括：缩短手术时间、增强病人舒适感以及使关节置换效果更持久。
完整多轴惯性测量单元(IMU)形式的惯性传感器已证明能够显着提高TKA手术的精度。ADIS16334(图2)等器件包含所需的全部检测功能——三个线性传感器和三个旋转传感器，可取代基于机械和光学的对准技术。该器件利用多种类型的传感器和嵌入式处理来动态校正传感器漂移，如陀螺仪的线性加速度偏移、线性和旋转检测的温度漂移等。通过标准4线串行外设接口(SPI)，可以与这个相对复杂的精密传感器套件轻松接口。

TI联合美大学研发MEMS设备以防止老人跌倒

对老年人来说，若跌倒并导致受伤可不是开玩笑的；为此美国德州理工大学(Texas Tech University)在德州仪器(TI)的赞助下展开了一项研究，目标是由分析老年人的姿势与步伐，好在他们可能跌倒之前发出警告。

这项研究项目已经在德州理工大学的健康科学中心(Health Science Center)征求自愿者，以进行穿戴式无线传感器设备的最佳化，接下来将在美国首个大学附设的老人病学研究机构──也就是德州理工大学老人病学教育与护理中心(Geriatric Education and Care Center)──进行临床实验。

“我们已经尝试过各种方式的传感器设备布置法，例如穿戴在腿部的惯性传感器，以及鞋底内含压力传感器的拖鞋；而德州仪器的低功耗微控制器与结合无线电的人体穿戴 MEMS 加速度计/陀螺仪──就像外接式的心律调整器──效果最好。”该研究项目的主持人、德州仪器电子电机教授Donald Lie表示。

经过三年的开发时间，Lie的研究团队不只打造出人体穿戴式无线传感器设备，也研发了一套能无线监测病人的PC软件，所产生的算法能可靠监测患者跌倒的方向。Lie表示，要分辨出患者是从床上、汽车座椅或是家中各处的家具上跌落，是很困难的。

接下来，德州理工大学的研究团队将由在该校老人病学教育与护理中心的病人身上进行临床实验，将其软件分析效果更精细化，好监测出跌倒之前的征兆，达到预防的效果。新开发出的无线MEMS传感器设备内含加速度计、陀螺仪，可以夹在皮带上，若是不配戴皮带的患者或是女性，也可以夹在内衣背后。

可监测老年患者跌倒的无线传感器设备模块原型，其小尺寸可以夹在皮带上

该设备采用了TI的MSP430微控制器、CC2500射频(RF)收发器，支持低功耗SimpliciTI网络通信协议，执行以TI ez430-RF2500开发平台开发的专属软件堆栈。TI院士Allen Bowling表示，此研究成果受到瞩目的原因，是不只能监测病人是否跌倒，还可能提供预防性警告：“分析病人在跌倒之前的姿势与步伐，我们希望能在病人跌倒之前发出警告，好让他们能及时抓住东西或是坐下。”

而若无法阻止患者跌倒，该设备也能立即发送无线信号给监护人；但该研究项目的目标是将分析方法──目前是在医疗机构负责监控的PC上执行──编码入MSP430微控制器中，因此无论病人是否位于可接收无线信号的范围中，都能收到警告信息。

此外，研究团队也将针对其它与人体平衡相关的疾病患者进行监测，例如帕金森症、痴呆症以及癫痫等，期望也能提供这些患者预防性的警告信息。“我们相信这些研究项目能为老年人口的临床护理带来很大进展。”Lie表示；其研究团队成员还包括Tam Nguyen、Steven Zupancic、 Andrew Dentino、Ron Banister与Tim Dallas等多位医师。

MEMS传感器打造革命性的运动设备

体积越来越小、价钱越来越便宜的传感器，已经开始应用在全身运动追踪系统之中，把计算机测量科学技术导入体能训练设备中，将能为随身运动用品添加更多崭新功能。

事实上，在今天的运动领域，采用微机电系统(MEMS)传感器来进行3D人体运动测量正变得日益普及，包括教练和运动员，都需要获得更多数据。

在稍早前的一场针对 MEMS 在运动领域应用的研讨会中，运动员和工程师齐聚一堂，共同探讨如何运用更便宜的加速计、陀螺仪和麦克风来打造革命性的运动设备，这些设备不仅能用在奥运选手上，一般习惯在周末运动或上健身房的民众也适用。

 
3D运动追踪技术开发商Xsens公司技术长暨创办人Per Slycke表示，结合 GPS追踪以及具备完整传感器的生物力学人体套件，能够在滑雪这类运动中发挥极大效用，它能够让使用者获得“极精确的观察能力”，除了可提供滑雪板的移动数据外，还可以记录使用者在深山中的位置和距离。

“你可以整合来自3D加速器、陀螺仪、处理器、射频天线、电池和生物传感器的资料，这实在是太神奇了，” Slycke 表示，他在研讨会中展示了以下影像，来说明未来可整合来自不同信息源的系统运作模式。

智慧冲浪

从滑雪到冲浪， MEMS 传感器不断地突破其应用局限。动作采集技术开发商Syride公司业务开发顾问 Romain Lazerand 说，他展示了该公司采用 MEMS 技术开发的 Sys-Evo 设备，这是一款轻量级的三角型设备，可以插在冲浪板上，提供海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温、消耗的热量等信息。

 
Lazerand强调，这种“智慧”冲浪配件能让他成为更好的运动员。

“它能让我在冲浪时动作更加协调，”Lazerand指出，Sys-Evo设备所提供的数据，能让他更适应各种训练，最终他可以营造出自己的冲浪风格。“在准备冲浪前，你必须在精神和肉体方面都做好准备，而Sys-Evo则帮助我做到这一点。我并不是一个科技狂人，不过这种设备的确很酷。”

Sys-Evo是该公司耗时五年的研究成果，它非常轻巧，因而有些冲浪者还曾经问及是否能把它做得重一点，以便让冲浪板能应付更多险峻的海浪。

使用者可以在冲浪前输入资料，这不仅能让冲浪更安全，而且还能告诉使用者潮汐状况，何时是最佳冲浪时机。

该模块本身包含了九轴加速计、陀螺仪、罗盘，而且无论在水中或水面上都能收集资料。

“冲浪者都喜欢吹嘘海浪的高度，但MEMS感测设备可以轻易戳破这些谎言，”Lazerand打趣地表示，他甚至想要破坏他的Sys-Evo，因为他想把几次表现欠佳的资料给改掉。

不过，并不是所有的冲浪者都喜欢这种新技术，Lazerand指出，还有有人对这类新技术抱持观望态度。

未来，这类应用会成为趋势吗？还有待观察。

使用MEMS组件让智能电视获得更好操作体验

Smart TV（智能电视）的发展考验厂商的软/硬件整合实力，尤其是当应用架构复杂度持续增加，以往家电产业经常使用的(Turnkey Solution)来加速商品开发速度，这种开发型态已经越来越难，开发团队必须积极面对新的系统、更新的单芯片解决方案与进行更深入的产品整合。

目前的Smart TV单芯片解决方案，多会提供完整的Android API支持，在软/硬件层控制如USB、Bluetooth、I/O等，同时若Smart TV有装载相机、3D摄影等功能时，相机测光、拍摄控制也必须进一步考虑，甚至还得整合语音识别、脸部识别等附加应用。

自从Google Android 4.0支持Smart TV后，更显得软件为Smart TV应用功能加分的地位角色，系统平台从以往辅助联网的角色，渐渐走向核心的操作应用，但毕竟Smart TV屏幕动辄55~60吋，单靠红外线遥控器能进行的操作互动更显得绑手绑脚，Smart TV必须整合更新颖的人机互动型态，强化操作效能。

实际市面的Smart TV产品大多仍以Android 2.x版为主，而2012年相关家电厂商也会开始推出搭载Ice Cream Sandwich的Smart TV。升级了ICS的Smart TV，显见在其功能应用的深度增加，这也代表着操作的复杂度正与日俱增，尤其是更接近计算机的应用体验与丰沛的影音内容支持，也相对使其相关人机接口操作的负荷增加.

在Google的Android 4.0号称将支持Smart TV应用后，原有Smart TV以Android 3.0为基础，未来Smart TV产品将采新版系统开发的趋势已逐渐成形，而Ice Cream Sandwich的改版重点主要在因应多种屏幕分辨率的呈现支持性提升，尤其是针对Smart TV开发的应用程序在操作接口架构方面，可以在不更动接口设计的前提下，就能使APK(Android Package)的UI表现一致性达到最佳效果。

家电厂商面对Smart TV产品　将遭遇初期APP累积速度较慢问题

发展Smart TV初期，也是会碰到当初推广智能手机系统平台的困扰，一方面是相关的APP过少，同时因应新产品的兼容应用程序有限，导致有些家电的Smart TV其软件商城显得软件数量极少，甚至Android的版本更迭过速，也让不少厂商根本来不及在产品反应系统更新。而Android系统平均3~6个月就会出现系统更新，有些用户的智能手机或平板设备，跟不上更新脚步。

虽然Android 3.0已是为Tablet Device设计的平板设备，但Smart TV的屏幕仍较大，厂商为了减低开发负荷大多运用3.0版基础来进行Android Base Smart TV，但毕竟Tablet平板设备仅7~10吋的屏幕尺寸，与动辄55吋以上的Smart TV有相当大的落差，加上3.0的UI设计并不容易，以家电应用出发的用户接口设计，亦需考虑整体的操作顺畅表现。

而Smart TV的大屏幕化前提，虽然对系统端的影响仅画面重绘的速度效能问题改善，但操作应用的使用体验却必须在UI设计花更多心思强化整合，例如，将现有遥控器追加触控、体感(陀螺仪、加速度计等MEMS组件)控制，甚至整合更前卫的语音指令辨识、手势指令、动态感应等人机接口设计方案，将成为2012年Smart TV的重点开发项目。

以Samsung的Smart TV应用方案来看，Samsung的Smart TV可利用旗下的Android平板电脑、智能手机搭配专属APK，来达到利用移动设备现成的触控屏幕与无线网通技术，来进行如同遥控器般的繁复操作，此是一种通过现成的搭配硬件架构新型态的控制机制，但对于单纯以家电应用需求购入Smart TV的一般用户来说，不见得能拥有智能手机或平板电脑，难道就无法掌控Smart TV了嘛？

其实家电厂商也有针对一般家庭，推出加强型的控制操作方案，例如，Sony就针对其Smart TV产品推出进阶型的无线键盘遥控器，用户可由蓝牙无线传输技术的整合，让小型键盘搭配触摸板的无线控制器，进行操控Smart TV的进阶操作需求，完成如输入浏览网页的指定网址或是在SNS网络应用输入对话信息。

应用CCM整合机器视觉体感控制

目前较前卫的Smart TV，大致上在遥控器或控制器方面的人机接口整合，大多以整合电容式触控接口为主，如Touch Pad或是仿游戏控制器造型的设计方案，虽然前述提及，利用智能移动设备作为Smart TV的控制器设计方案，技术可行，也有Sony、Samsung、LG与Toshiba等提出相关整合方案与APK，但实际应用价值有限，用户必须安装应用程序搭配无线技术进行操控，操作应用门坎较高，仅能当做Smart TV的辅助控制方案。

为了达到产品差异化设计特色，控制器、遥控器整合体感控制的遥控光标设计，除可取代浏览操作常用的鼠标光标控制操作体验，仅需少许学习与练习操作型态，就能熟习操作机制，但遥控光标毕竟为非人体工学的操作型态(用户必须经常悬空手臂进行光标遥控)，容易造成操作疲惫，此种人机接口型态并不适宜长时间使用，仅适合短暂操作应用。

如同未来电影钢铁人般的手势操作指令，则可望在2012年底、2013年初陆续推出相关解决方案，而Smart TV必须装置手势指令动态追踪摄影机来判读用户的手势动作，而其识别操作指令的精确性，则必须突破如环境噪声、动作识别。而发展体感机器视觉识别的部分，目前Sony、Panasonic已推出可采取外挂形式的CCM(Compact Camera Module)，由搭配传感识别APP来实践体感识别应用控制功能，进行如互动游戏娱乐或是更换频道等应用操作。

使用MEMS满足虚拟光标操控需求

相同的，使用键盘与Touch Pad只是众多人机接口的实践方式，较新颖的设计方案是利用陀螺仪搭配加速度计的MEMS组件，架构出虚拟指针、虚拟鼠标的应用架构，例如LG针对其Smart TV开发的体感遥控器，遥控器除了一般常规无线遥控功能外，在进行输入或指标移动操作时，使用者可以随时将遥控器切换成无线指针模式，手持遥控进行光标控制，而输入大量文字时，也可调用屏幕虚拟键盘搭配指针进行小量信息的输入操作。

而2012年的Smart TV产品，最被看好的是其整合的处理器运算效能已堪委负运行3D电玩的重责大任，这时遥控器的角色必须也能满足游戏娱乐的操作需求。以Lenovo开发的Ice Cream Sandwich平台K91 mart TV为例，其无线控制器即有采取游戏游戏杆的设计方案，该款控制器搭配如同游戏控制器的外观机构，搭配实体按键与可取代方向控制键的触控盘，满足Smart TV的游戏娱乐需求。

使用MEMS组件让智能电视获得更好操作体验

Smart TV（智能电视）的发展考验厂商的软/硬件整合实力，尤其是当应用架构复杂度持续增加，以往家电产业经常使用的(Turnkey Solution)来加速商品开发速度，这种开发型态已经越来越难，开发团队必须积极面对新的系统、更新的单芯片解决方案与进行更深入的产品整合。

目前的Smart TV单芯片解决方案，多会提供完整的Android API支持，在软/硬件层控制如USB、Bluetooth、I/O等，同时若Smart TV有装载相机、3D摄影等功能时，相机测光、拍摄控制也必须进一步考虑，甚至还得整合语音识别、脸部识别等附加应用。

自从Google Android 4.0支持Smart TV后，更显得软件为Smart TV应用功能加分的地位角色，系统平台从以往辅助联网的角色，渐渐走向核心的操作应用，但毕竟Smart TV屏幕动辄55~60吋，单靠红外线遥控器能进行的操作互动更显得绑手绑脚，Smart TV必须整合更新颖的人机互动型态，强化操作效能。

实际市面的Smart TV产品大多仍以Android 2.x版为主，而2012年相关家电厂商也会开始推出搭载Ice Cream Sandwich的Smart TV。升级了ICS的Smart TV，显见在其功能应用的深度增加，这也代表着操作的复杂度正与日俱增，尤其是更接近计算机的应用体验与丰沛的影音内容支持，也相对使其相关人机接口操作的负荷增加.

在Google的Android 4.0号称将支持Smart TV应用后，原有Smart TV以Android 3.0为基础，未来Smart TV产品将采新版系统开发的趋势已逐渐成形，而Ice Cream Sandwich的改版重点主要在因应多种屏幕分辨率的呈现支持性提升，尤其是针对Smart TV开发的应用程序在操作接口架构方面，可以在不更动接口设计的前提下，就能使APK(Android Package)的UI表现一致性达到最佳效果。

家电厂商面对Smart TV产品　将遭遇初期APP累积速度较慢问题

发展Smart TV初期，也是会碰到当初推广智能手机系统平台的困扰，一方面是相关的APP过少，同时因应新产品的兼容应用程序有限，导致有些家电的Smart TV其软件商城显得软件数量极少，甚至Android的版本更迭过速，也让不少厂商根本来不及在产品反应系统更新。而Android系统平均3~6个月就会出现系统更新，有些用户的智能手机或平板设备，跟不上更新脚步。

虽然Android 3.0已是为Tablet Device设计的平板设备，但Smart TV的屏幕仍较大，厂商为了减低开发负荷大多运用3.0版基础来进行Android Base Smart TV，但毕竟Tablet平板设备仅7~10吋的屏幕尺寸，与动辄55吋以上的Smart TV有相当大的落差，加上3.0的UI设计并不容易，以家电应用出发的用户接口设计，亦需考虑整体的操作顺畅表现。

而Smart TV的大屏幕化前提，虽然对系统端的影响仅画面重绘的速度效能问题改善，但操作应用的使用体验却必须在UI设计花更多心思强化整合，例如，将现有遥控器追加触控、体感(陀螺仪、加速度计等MEMS组件)控制，甚至整合更前卫的语音指令辨识、手势指令、动态感应等人机接口设计方案，将成为2012年Smart TV的重点开发项目。

以Samsung的Smart TV应用方案来看，Samsung的Smart TV可利用旗下的Android平板电脑、智能手机搭配专属APK，来达到利用移动设备现成的触控屏幕与无线网通技术，来进行如同遥控器般的繁复操作，此是一种通过现成的搭配硬件架构新型态的控制机制，但对于单纯以家电应用需求购入Smart TV的一般用户来说，不见得能拥有智能手机或平板电脑，难道就无法掌控Smart TV了嘛？

其实家电厂商也有针对一般家庭，推出加强型的控制操作方案，例如，Sony就针对其Smart TV产品推出进阶型的无线键盘遥控器，用户可由蓝牙无线传输技术的整合，让小型键盘搭配触摸板的无线控制器，进行操控Smart TV的进阶操作需求，完成如输入浏览网页的指定网址或是在SNS网络应用输入对话信息。

应用CCM整合机器视觉体感控制

目前较前卫的Smart TV，大致上在遥控器或控制器方面的人机接口整合，大多以整合电容式触控接口为主，如Touch Pad或是仿游戏控制器造型的设计方案，虽然前述提及，利用智能移动设备作为Smart TV的控制器设计方案，技术可行，也有Sony、Samsung、LG与Toshiba等提出相关整合方案与APK，但实际应用价值有限，用户必须安装应用程序搭配无线技术进行操控，操作应用门坎较高，仅能当做Smart TV的辅助控制方案。

为了达到产品差异化设计特色，控制器、遥控器整合体感控制的遥控光标设计，除可取代浏览操作常用的鼠标光标控制操作体验，仅需少许学习与练习操作型态，就能熟习操作机制，但遥控光标毕竟为非人体工学的操作型态(用户必须经常悬空手臂进行光标遥控)，容易造成操作疲惫，此种人机接口型态并不适宜长时间使用，仅适合短暂操作应用。

如同未来电影钢铁人般的手势操作指令，则可望在2012年底、2013年初陆续推出相关解决方案，而Smart TV必须装置手势指令动态追踪摄影机来判读用户的手势动作，而其识别操作指令的精确性，则必须突破如环境噪声、动作识别。而发展体感机器视觉识别的部分，目前Sony、Panasonic已推出可采取外挂形式的CCM(Compact Camera Module)，由搭配传感识别APP来实践体感识别应用控制功能，进行如互动游戏娱乐或是更换频道等应用操作。

使用MEMS满足虚拟光标操控需求

相同的，使用键盘与Touch Pad只是众多人机接口的实践方式，较新颖的设计方案是利用陀螺仪搭配加速度计的MEMS组件，架构出虚拟指针、虚拟鼠标的应用架构，例如LG针对其Smart TV开发的体感遥控器，遥控器除了一般常规无线遥控功能外，在进行输入或指标移动操作时，使用者可以随时将遥控器切换成无线指针模式，手持遥控进行光标控制，而输入大量文字时，也可调用屏幕虚拟键盘搭配指针进行小量信息的输入操作。

而2012年的Smart TV产品，最被看好的是其整合的处理器运算效能已堪委负运行3D电玩的重责大任，这时遥控器的角色必须也能满足游戏娱乐的操作需求。以Lenovo开发的Ice Cream Sandwich平台K91 mart TV为例，其无线控制器即有采取游戏游戏杆的设计方案，该款控制器搭配如同游戏控制器的外观机构，搭配实体按键与可取代方向控制键的触控盘，满足Smart TV的游戏娱乐需求。

意法半导体MEMS惯性测量单元可让室内导航精度达几米范围内

横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、世界最大的消费电子和便携设备MEMS（微机电系统）供应商[1]意法半导体在刚刚结束的巴塞罗那移动通信世界大会上展示了世界上最精确的手机室内定位应用。作演示的智能手机包含了CSR公司的最前沿的SiRFusionTM定位技术和意法半导体的优化的MEMS (微机电系统)惯性测量单元。这个演示证明，即使在没有全球导航卫星系统（GNSS）卫星信号的情况下，定位精度也能达到几米的范围内。

基于位置的服务（LBS）被广泛认为是未来移动市场最热门的应用，而精确的室内定位是实现未来的定位服务的关键技术。然而，在高楼林立的城市和室内环境中无法接收全球导航卫星信号，准确并可靠地确定移动设备的位置成为LBS定位服务的一大挑战。在以上应用环境中，目前主要利用Wi-Fi网络和数据库计算大概方位，但是，其定位精度达不到LBS服务的要求。例如，未来博物馆的参观者只要把手机对准展品，即可选择下载相关展品的详细资料，但是要实现这个功能，手机定位必须精确到几米以内，而只使用Wi-Fi 网络定位无法实现这样的精确度。

在移动通信世界大会上，意法半导体展示了结合CSR最近推出的SiRFusion定位架构和意法半导体的先进的10个自由度MEMS惯性传感器模块，实现所需的导航精度是可行的。因为这个模块的测量精度很高，手机的定位精度达到几米，比只使用Wi-Fi 的定位精度高得多。SiRFusion定位平台无需额外安装基础设施或对建筑进行复杂的勘查。

CSR首席营销官、SiRF创始人Kanwar Chadha表示：“这个解决方案证明，结合意法半导体的业内领先的运动传感器和CSR的SiRFusion定位平台，可实现可靠的行人航位推算功能，这将是室内导航应用的终结产品，将开启定位服务的新浪潮，让用户无论在室内还是室外都享受更好的服务。”

这个演示所用的传感器是一个多传感器惯性测量单元，在同一个模块内整合了3轴线性传感器、角速率传感器和磁运动传感器，以及测定高度的压力传感器，可以在一个高层建筑内实现3D立体定位功能。通过利用运动传感器、Wi-Fi无线网络和全球导航卫星(GNSS)系统卫星信号，CSR的 SiRFusion™解决方案融合了来自传感单位的数据和其他数据，从而大幅提高定位计算的精度和覆盖率。

意法半导体公司副总裁兼模拟、MEMS和传感器事业部总经理Benedetto Vigna表示：“我们的运动传感器掀起了用户与手机之间轻松直观互动的互动革命。现在我们即将迎来光学图像稳定和定位服务推动高性能运动传感器全面普及的新纪元。在推动这两种新应用发展的过程中，意法半导体具有无与伦比的优势。”

这期的有奖讨论如此热闹，偶也来凑凑趣。

看到这期活动有几天了，以及没有找到合适的应用下手，上面众多坛友谈论的应用大都是生活应用以及功能介绍，工业现场的应用介绍不多，而且感觉这个MEMS是一个电路器件，只是这个器件的功能比较先进集成了传统传感器功能，但这样的电子器件，从外表是很难发现的，只有把设备仪表拆开才能看到，所有偶也就没有仔细的琢磨，工业现场是否有应用。

今晚无事上论坛，无意中从百度中查了一下这个MEMS的应用，发现工业现场也是有很多应用的，具体的特点是这些仪表体积小，重量轻，与传统的工业仪表笨粗重有明显的区别，这不由得想起了那个曾经付出辛勤汗水却得不到承认的一年半的工作——新区开车仪表维修维护。

一年之前曾经在论坛写过一个帖子，大体介绍了新区开车历程心得，其中就有对这个仪表的介绍，第一次见到了一个新仪表——加速度传感器，私自拆下研究半天仍然一头雾水，如此简单的东西就能够检测加速度？？？

今晚在论坛看了MEMS的介绍，与这个传感器联系了起来，从电脑的硬盘中找到了这块仪表，从网上搜索半天，找到了这个传感器的介绍——MEMS压电式加速度传感器，于是终有直到如此简单的结果为什么能够检测加速度了，原来是这个芯片的作用。

加速度传感器，应用于这套装置的目的是用来检测焦炭塔水力除焦过程进行的程度，大体的判断水力除焦过程，以此对水力除焦过程进行预判。

水力除焦是石油化工产业延迟焦化工艺中特有的一种工艺流程，焦炭塔工作过程产生的凝缩缩合石油焦需要通过高压水的水刀切割除掉，除焦过程是在焦炭塔顶人工操作来进行，焦炭塔是一个40多米高的如同暖水瓶一样结构的金属容器，除焦设备从瓶口进入，水利切割里面的焦炭。

焦炭清除的程度通过加速度传感器来判断，加速度传感器工作原理是通过焦炭塔设备外引的金属接触面来检测设备的振动频率，通过压电片形变的大小被MEMS芯片检测，然后处理得出电气信号，远传到处理器进行分析运算，从而得出检测面位置内部是否还有焦炭存在。

以下是工业现场延迟焦化工艺中焦炭塔器壁上安装的基于MEMS应用的压电式加速度传感器。

焦炭塔底部的加速度传感器

延迟焦化开车前准备工作，现场调试仪表时，曾好奇这个仪表，私下偷偷的拆卸下来研究半天，不知所然。

今晚把当时的图片整理编辑了一下，大体介绍一下这传感器的构造

在进一步分解，可以看到压电片上的精密晶体结构，下面是传感器的分解

遗憾的是不知里面还有这个MEMS芯片，加上不熟悉这个传感器，没有在进一步分解，不然依偶的脾性，还不把好的给折腾坏了，大卸八块，呵呵。。。。

多谢这期活动，让偶学习了新的知识，虽然不在哪里工作了，但多了解一种仪表还是很有收获的。

噢，回帖没显示？？？

今晚写了一个帖子，传上来，不知是否仍无显示

#应用#MEMS传感器在延迟焦化水力除焦中的应用

http://bbs.gongkong.com/D/201702/706977_1.shtml

回复内容：

对： 撞破烂钟——王者之师 噢，回帖没显示？？？ 内容的回复！

抱歉，此帖的回复显示的确出了些问题，已经让技术处理好了。

之前因为没有显示，获奖名单中没有阁下。

为了鼓励原创，现补发10MP作为补偿。

回复内容：奖励已经发放，审核后到账

对： 江湖再见-余辉 回复内容：对： 撞破烂钟——王者之师  噢，回帖没显示... 内容的回复！