航空航天設(shè)備上MEMS傳感器的應(yīng)用

MEMS傳感器作為獲取信息的關(guān)鍵器件，對(duì)各種傳感裝置的微型化起著巨大的推動(dòng)作用，已在太空衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、航空航天設(shè)備、飛機(jī)、各種車(chē)輛、生特醫(yī)學(xué)及消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，由最早的工業(yè)、軍用航空應(yīng)用走向普通的民用和消費(fèi)市場(chǎng)。在智能手機(jī)上，MEMS傳感器提供在聲音性能、場(chǎng)景切換、手勢(shì)識(shí)別、方向定位、以及溫度/壓力/濕度傳感器等廣泛的應(yīng)用；在汽車(chē)上，MEMS傳感器借助氣囊碰撞傳感器、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）和車(chē)輛穩(wěn)定性控制增強(qiáng)車(chē)輛的性能；醫(yī)療領(lǐng)域，通過(guò)MEMS傳感器研成功制出微型胰島素注射泵，并使心臟搭橋移植和人工細(xì)胞組織成為現(xiàn)實(shí)中可實(shí)際使用的治療方式；在可穿戴應(yīng)用中，MEMS傳感器可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)追蹤、心跳速率測(cè)量等。

汽車(chē)電子MEMS傳感器的應(yīng)用

汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是MEMS傳感器的第一波應(yīng)用高潮的推動(dòng)者，MEMS傳感器在汽車(chē)上應(yīng)用的快速發(fā)展主要是受益于各國(guó)政府全面推出汽車(chē)安全規(guī)定（比如要求所有汽車(chē)采用TPMS系統(tǒng)）和汽車(chē)智慧化的發(fā)展趨勢(shì)。全球平均每輛汽車(chē)包含10個(gè)傳感器，在高檔汽車(chē)中，大約采用25至40只MEMS傳感器，車(chē)越好，所用的MEMS就越多，BMW740i汽車(chē)上就有70多只MEMS。MEMS傳感器可滿(mǎn)足汽車(chē)環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準(zhǔn)確、成本低的要求。其應(yīng)用方向和市場(chǎng)需求包括車(chē)輛的防抱死系統(tǒng)（ABS）、電子車(chē)身穩(wěn)定程序（ESP）、電控懸掛（ECS）、電動(dòng)手剎（EPB）、斜坡起動(dòng)輔助（HAS）、胎壓監(jiān)控（EPMS）、引擎防抖、車(chē)輛傾角計(jì)量和車(chē)內(nèi)心跳檢測(cè)等等。

目前，壓力傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀與流量傳感器四類(lèi)器件合計(jì)占汽車(chē)MEMS系統(tǒng)的99%。

MEMS壓力傳感器

MEMS壓力傳感器是汽車(chē)中應(yīng)用最多的傳感器， 至少18個(gè)汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域促進(jìn)壓力傳感器的增長(zhǎng)，包括：輪胎壓力，電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的剎車(chē)傳感器，側(cè)面氣囊，與日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的引擎控制，大氣壓力與廢氣再循環(huán)壓力。這種傳感器用單晶硅作材料，以采用MEMS技術(shù)在材料中間制作成力敏膜片，然后在膜片上擴(kuò)散雜質(zhì)形成四只應(yīng)變電阻，再以惠斯頓電橋方式將應(yīng)變電阻連接成電路，來(lái)獲得高靈敏度。車(chē)用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式、聲表面波式等幾種常見(jiàn)的形式。

MEMS加速度計(jì)

MEMS加速度計(jì)的原理是基于牛頓的經(jīng)典力學(xué)定律，通常由懸掛系統(tǒng)和檢測(cè)質(zhì)量組成，通過(guò)微硅質(zhì)量塊的偏移實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度的檢測(cè)，主要用于汽車(chē)安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)等，除了有電容式、壓阻式以外，MEMS加速度計(jì)還有壓電式、隧道電流型、諧振式和熱電偶式等形式。其中，電容式MEMS加速度計(jì)具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點(diǎn)，是MEMS微加速度計(jì)中的主流產(chǎn)品。

微陀螺儀

微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用于汽車(chē)導(dǎo)航的GPS信號(hào)補(bǔ)償和汽車(chē)底盤(pán)控制系統(tǒng)，主要有振動(dòng)式、轉(zhuǎn)子式等幾種。應(yīng)用最多的屬于振動(dòng)陀螺儀，它利用單晶硅或多晶硅的振動(dòng)質(zhì)量塊在被基座帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來(lái)感測(cè)角速度。例如汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)陀螺儀測(cè)量角速度來(lái)指示方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)是否到位，主動(dòng)在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)車(chē)輪上加上適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)以防止汽車(chē)脫離車(chē)道，通常，它與低加速度計(jì)一起構(gòu)成主動(dòng)控制系統(tǒng)。

MEMS流量傳感器

MEMS流量傳感器是基于傳統(tǒng)的熱膜片風(fēng)力計(jì)原理借助先進(jìn)的薄膜片技術(shù)，將性能穩(wěn)定的薄膜片電阻加工到一片薄膜上。由于采用了MEMS加工，因此一方面縮短了傳感器響應(yīng)時(shí)間，另一方面由于采用了前后橋電路，可以判斷出流體流向，從而進(jìn)一步測(cè)量出回流流量。為了防止溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響，傳感器中采用了兩片熱敏電阻分別對(duì)前后橋進(jìn)行了溫度補(bǔ)償。流量傳感器主要用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣量和燃油噴射量，從而將空燃比控制在最佳值附近，此外流量傳感器還廣泛利用于排氣再循環(huán)、防滑驅(qū)動(dòng)、剎車(chē)防抱死系統(tǒng)以及電控懸架等許多方面。

按銷(xiāo)售額計(jì)算，最大的五種汽車(chē)MEMS應(yīng)用按降序排名是：ESC，安全氣囊，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力（MAP），TPMS與翻滾探測(cè)。

消費(fèi)類(lèi)電子MEMS傳感器的應(yīng)用

隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域大發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，特別是受益于智能手機(jī)和平板電板的快速發(fā)展，消費(fèi)電子已經(jīng)取代汽車(chē)領(lǐng)域成為MEMS最大的應(yīng)用市場(chǎng)。其中手機(jī)和平板電腦中的MEMS傳感器幾乎占了消費(fèi)類(lèi)電子MEMS傳感器類(lèi)市場(chǎng)的90%。

MEMS傳感器在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用包括運(yùn)動(dòng)/墜落檢測(cè)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)補(bǔ)償、游戲/人機(jī)界面、電源管理、GPS增強(qiáng)/盲區(qū)消除、速度/距離計(jì)數(shù)等等，這些MEMS技術(shù)都在很大程度上提高了用戶(hù)體驗(yàn)。

終端設(shè)備內(nèi)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器墜落保護(hù) 是MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器在消費(fèi)電子市場(chǎng)的具有重要?dú)v史意義的代表性應(yīng)用之一。手提電腦內(nèi)的三軸加速計(jì)可以監(jiān)測(cè)加速度，因?yàn)榫哂刑囟ǖ墓δ芎蛿?shù)據(jù)處理電路，它能夠檢測(cè)到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的意外摔落事故，并及時(shí)命令讀寫(xiě)頭縮回到安全位置，以防電腦最終摔落在地板上時(shí)損壞讀寫(xiě)頭。

手機(jī) 是MEMS在消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品中最大的應(yīng)用領(lǐng)域。包含MEMS麥克風(fēng)、3D加速器、RF被動(dòng)與主動(dòng)組件、相機(jī)穩(wěn)定與GPS的陀螺儀、小型燃料電池與生化芯片等，應(yīng)用最多的傳感器是加速計(jì)、陀螺儀與MEMS硅麥克風(fēng)，其中加速度計(jì)是該市場(chǎng)中第一大應(yīng)用產(chǎn)品。而近期陀螺儀增長(zhǎng)迅速，已經(jīng)成為繼加速度計(jì)后的第二大應(yīng)用產(chǎn)品。

MEMS麥克風(fēng)銷(xiāo)售額2015年已經(jīng)突破10億美元，美國(guó)IHS全球產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告表示全球MEMS麥克風(fēng)市場(chǎng)仍將連續(xù)5年維持18%的年復(fù)合成長(zhǎng)率（CAGR）。還有一些MEMS傳感器或剛進(jìn)入市場(chǎng)的，例如磁力計(jì)、指紋傳感器、環(huán)境傳感器、MEMS手機(jī)攝像頭等。而MEMS傳感器在手機(jī)應(yīng)用的數(shù)量規(guī)模以及多樣性，也仍不斷在快速成長(zhǎng)當(dāng)中。

蘋(píng)果（Apple）公司于2007年首度將微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）加速度計(jì)應(yīng)用在iPhone中，開(kāi)啟手機(jī)產(chǎn)業(yè)的傳感器革命。iPhone6 Plus就使用了加速度計(jì)、陀螺儀、電子羅盤(pán)、氣壓計(jì)、指紋傳感器、接近與環(huán)境光傳感器、MEMS麥克風(fēng)和Image Sensor等MEMS傳感器。截至目前為止，Apple公司已擁有超過(guò)三百五十篇以上與傳感器相關(guān)的發(fā)明專(zhuān)利，而申請(qǐng)內(nèi)容包括觸控、影像、運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)感測(cè)、數(shù)據(jù)運(yùn)算、掉落感知及亮度感知等等。

游戲機(jī) 是運(yùn)動(dòng)跟蹤和手勢(shì)識(shí)別應(yīng)用的突出代表，以具有革命性的任天堂Wii游戲機(jī)為例， 采用了MEMS三軸加速度計(jì)，能夠捕捉到玩家任何細(xì)微的動(dòng)作，使玩家陶醉于真實(shí)的游戲體驗(yàn)，通過(guò)不同的動(dòng)作融入到游戲中，例如，模仿一場(chǎng)真實(shí)的網(wǎng)球賽、一場(chǎng)引人入勝高爾夫球賽、一場(chǎng)緊張的拳擊賽或輕松的釣魚(yú)比賽的動(dòng)作。

高能效低價(jià)微型MEMS傳感器徹底改變了人們與移動(dòng)終端設(shè)備的互動(dòng)方式。在各類(lèi)移動(dòng)終端、游戲機(jī)、遙控器等設(shè)備上，MEMS傳感器可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的功能，令人心動(dòng)的用戶(hù)界面，用戶(hù)的手勢(shì)、碰摸就能夠激活相應(yīng)的功能。為消費(fèi)電子產(chǎn)品的“”升級(jí)、換代”劃成一個(gè)里程碑式的注腳。

智能穿戴裝置 是目前最熱門(mén)的新興產(chǎn)品，其所使用的感測(cè)組件，無(wú)論在尺寸、耗電量、感測(cè)靈敏度或是組件可靠度上，通常皆須面對(duì)更嚴(yán)苛的要求。最成功的組件案例是慣性傳感器與MEMS麥克風(fēng)，包括Google、Apple、微軟（Microsoft）、摩托羅拉（Motorola）等多家知名大廠，皆已將此兩組件整合在自家的穿戴裝置產(chǎn)品內(nèi)，成為其傳感器標(biāo)準(zhǔn)配備。

智能穿戴裝置兩大功能項(xiàng)目在于量化生活（Quantified Self）及隨身環(huán)境安全監(jiān)測(cè)。其所需感測(cè)功能大致可包括活動(dòng)感知、影像感測(cè)、環(huán)境感測(cè)及生理感測(cè)四大類(lèi)別。MEMS組件在穿戴裝置上的應(yīng)用訴求，是使系統(tǒng)達(dá)到微小化、低功耗、高性能及多功能整合等目的。

健身和健康監(jiān)測(cè)就是MEMS傳感器在智能穿戴裝置中的代表性的應(yīng)用。計(jì)步表或計(jì)步器是利用三軸MEMS加速度傳感器，在特定的情況下，計(jì)步器的傳感器能夠精確地測(cè)定在步行和跑步過(guò)程中作用在系統(tǒng)上的加速度，通過(guò)處理加速度數(shù)據(jù)，計(jì)步器顯示用戶(hù)走過(guò)的步數(shù)和速度，以及在身體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所消耗掉的熱量。

航空航天設(shè)備上MEMS傳感器的應(yīng)用

MEMS傳感器應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，要求適應(yīng)在不同的空間環(huán)境，包括：真空、電磁輻射、高能粒子輻射、等離子體、微流星體、行星大氣、磁場(chǎng)和引力場(chǎng)等，以及航天器某些系統(tǒng)工作時(shí)或在空間環(huán)境作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)環(huán)境，例如，軌道控制推力器點(diǎn)火和太陽(yáng)電池翼伸展引起的振動(dòng)、沖擊環(huán)境；航天器上的磁性材料和電流回路在空間磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)；航天器上有機(jī)材料逸出物沉積在其他部位造成的分子污染等。

因此，航空航天傳感器主要有狀態(tài)傳感器，環(huán)境傳感器之分，前者包括各種活動(dòng)機(jī)件的即時(shí)位置傳感器，如襟，副翼位置，噴口大小，油門(mén)位置，減速板位置，起落架收放位置等，飛機(jī)狀態(tài)傳感器，如迎角，側(cè)滑角傳感器，飛機(jī)姿態(tài)傳感器等，各種參數(shù)如液壓，油壓，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)量，滑油金屬屑，各種消耗品如油料剩余量，消耗速度等，還有結(jié)冰傳感器，火警傳感器，極限傳感器，過(guò)載傳感器，生命傳感器以及各種多余度系統(tǒng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換傳感器。

環(huán)境傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。

MEMS傳感器在航空航天領(lǐng)域中主要有五種用途：

①提供有關(guān)航天器的工作信息，起故障診斷的作用;

②判斷各分系統(tǒng)間工作的協(xié)調(diào)性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案;

③提供全系統(tǒng)自檢所需信息，給指揮員決策提供依據(jù);

④提供各分系統(tǒng)、整機(jī)內(nèi)部檢測(cè)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。

⑤監(jiān)測(cè)飛行器內(nèi)外部的環(huán)境，為飛行員航天員提供所需的生存條件，保障正常飛行參數(shù)。

MEMS傳感器構(gòu)成的電子設(shè)備

MEMS傳感器在飛行器中的電子設(shè)備、飛行器設(shè)計(jì)及微小衛(wèi)星等技術(shù)方面都有重要的應(yīng)用。機(jī)載分布式大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，由全壓一靜壓一攻角為一體的多功能微型大氣數(shù)據(jù)探頭（或稱(chēng)組合式空速管）、微型壓力傳感器（靜壓、差壓及動(dòng)壓）以及信號(hào)處理單元直接組成，并封裝在殼體內(nèi)，形成一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)。

MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

微型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)集微陀螺、微加速度計(jì)及其信號(hào)處理單元為一體，該系統(tǒng)以硅材料為主，用MEMS加工工藝制造而成，其體積和質(zhì)量比常規(guī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)至少下降2一3個(gè)數(shù)量級(jí)。

采用MEMS技術(shù)制造的微型慣性測(cè)量單元（MIMU），沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，在壽命、可靠性、成本、體積和質(zhì)量等方面都要大大優(yōu)于常規(guī)的慣性?xún)x表。所生產(chǎn)出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)化的、高性能航天器姿態(tài)測(cè)量?jī)x器性能更好，價(jià)格更便宜，而且在航空航天平臺(tái)均能使用。采用MIMU器件可使裝置的重量大大減輕。

MEMS加速度傳感器加速度傳感器在航空航天應(yīng)用在姿態(tài)航向基準(zhǔn)系統(tǒng);捷聯(lián)慣性測(cè)量單元;飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng);飛行控制系統(tǒng);包括顫振測(cè)試在內(nèi)的飛行期間結(jié)構(gòu)測(cè)試;健康系統(tǒng)測(cè)試;穩(wěn)定性測(cè)試;地面振動(dòng)測(cè)試（風(fēng)洞試驗(yàn)）;模態(tài)測(cè)試;發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、制導(dǎo)系統(tǒng)等。

MEMS化學(xué)傳感器這種類(lèi)似于電子鼻的高溫傳感器陣列是用于檢測(cè)和控制航空和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物質(zhì)。通過(guò)分析電子鼻產(chǎn)生的信號(hào)確定排放系統(tǒng)廢氣的成分。

MEMS壓力傳感器 航空航天傳感器在飛行中、飛行試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)，以及在設(shè)備的制造生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用十分普遍。壓力測(cè)量的特點(diǎn)是;被測(cè)壓力種類(lèi)多、涉及范圍廣，測(cè)壓點(diǎn)多，要求測(cè)量精度高。

航天航空集當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和材料技術(shù)于一身，對(duì)傳感器的要求越來(lái)越高，MEMS傳感器發(fā)展方向是多功能化、小型化、智能化、集成化，隨著產(chǎn)品可靠性進(jìn)一步提高和價(jià)格降低，制作技術(shù)發(fā)展的不斷成熟和完善，MEMS傳感器在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)在更廣泛范圍取代傳統(tǒng)傳感器。

生物醫(yī)療行業(yè)MEMS傳感器的應(yīng)用

MEMS傳感器技術(shù)的突破也為醫(yī)療應(yīng)用帶來(lái)前所未有的便利性和體驗(yàn)。隨著人口的老齡化，人們的醫(yī)療保健問(wèn)題變的空前重要。人們的醫(yī)療保健問(wèn)題變的空前重要。體外診斷、藥物研究、病患監(jiān)測(cè)、給藥方式以及植入式醫(yī)療器械等領(lǐng)域都在不斷發(fā)展，系統(tǒng)集成商們需要?jiǎng)?chuàng)新的技術(shù)來(lái)迅速提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本、縮小產(chǎn)品尺寸。

生物MEMS技術(shù)為所有這些領(lǐng)域帶來(lái)改進(jìn)了傳感和執(zhí)行功能的微型器件，如加速度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器以及微泵。

測(cè)壓傳感器 應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中被稱(chēng)為醫(yī)用測(cè)壓傳感器，它們都必須高度精確并緊湊包裝，以方便攜帶，特別是器械要與病人直接連接時(shí)。

現(xiàn)在將小型測(cè)壓傳感器應(yīng)用到容易發(fā)生人為錯(cuò)誤的領(lǐng)域，如：用于給藥的輸液泵。這種傳感器可準(zhǔn)確測(cè)量輸液袋的重量，當(dāng)液體重量與預(yù)先設(shè)定值不同時(shí)，傳感器會(huì)立即向連接的設(shè)備發(fā)出警告信息，并及時(shí)跟控制器通信。

測(cè)壓傳感器的核心部件是箔應(yīng)變計(jì)，采用真空沉積或?yàn)R射技術(shù)，通過(guò)材料的分子鍵合附著在介電層上，這種技術(shù)通常稱(chēng)為薄膜法。理想的應(yīng)變計(jì)應(yīng)該體積小，成本低，對(duì)于負(fù)荷方向上的應(yīng)變極為靈敏，而且不受周?chē)h(huán)境溫度變化的影響。

植入式傳感器 應(yīng)當(dāng)體積小，重量輕，并且和身體兼容，同時(shí)還要求其功率非常小。更重要的是，它們不能隨著時(shí)間的推移而衰變。

由于這類(lèi)傳感器屬于第Ⅲ類(lèi)醫(yī)療器械，因此需要有食品及藥物管理局（FDA）的批準(zhǔn)才能使用。一般來(lái)講，這類(lèi)傳感器價(jià)格非常昂貴，而且需要專(zhuān)家做外科手術(shù)進(jìn)行移植。對(duì)功率的要求是植入式傳感器正常工作所面臨的主要挑戰(zhàn)之一。不需要功率就能發(fā)揮作用的傳感器是最完美的。

壓電聚合傳感器體積小，可靠性高，不需要外部動(dòng)力而且能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作。這類(lèi)傳感器可應(yīng)用于監(jiān)視病人活動(dòng)的心臟起搏器，通過(guò)植入式傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心率變化。舉個(gè)例子，由于腹部長(zhǎng)了一個(gè)大動(dòng)脈瘤，要求切除一部分脆弱的動(dòng)脈，用人工合成的管狀器官來(lái)替代。這時(shí)，可以在手術(shù)的過(guò)程中植入一個(gè)傳感器，用來(lái)監(jiān)視手術(shù)部位的壓力泄漏。

心臟起搏器 每當(dāng)病人運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。心臟起搏器接收到這些信號(hào)，然后使心臟也相應(yīng)的博動(dòng)。如果病人在休息，信號(hào)為零，則心臟起搏器會(huì)使心臟以正常頻率博動(dòng)，例如大約70次/分鐘。傳感器能區(qū)分出各種活動(dòng)，例如走路、跑步、或是其他身體活動(dòng)。傳感器的輸出和運(yùn)動(dòng)量成正比。

MEMS加速度傳感器提出一種無(wú)創(chuàng)胎心檢測(cè)方法，研制出一種簡(jiǎn)單易學(xué)、直觀準(zhǔn)確的介于胎心聽(tīng)診器和多普勒胎兒監(jiān)護(hù)儀之間的臨床診斷和孕婦自檢的醫(yī)療輔助儀器?！　⊥ㄟ^(guò)加速度傳感器將胎兒心率轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)前置放大用的儀器放大器實(shí)現(xiàn)差值放大。然后進(jìn)行濾波等一系列中間信號(hào)處理，用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。通過(guò)光隔離器件輸入到單片機(jī)進(jìn)行分析處理，最后輸出處理結(jié)果?！　』贛EMS加速度傳感器設(shè)計(jì)的胎兒心率檢測(cè)儀在適當(dāng)改進(jìn)后能夠以此為終端，做一個(gè)遠(yuǎn)程胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。醫(yī)院端的中央信號(hào)采集分析監(jiān)護(hù)主機(jī)給出自動(dòng)分析結(jié) 果，醫(yī)生對(duì)該結(jié)果進(jìn)行診斷，如果有問(wèn)題及時(shí)通知孕婦到醫(yī)院來(lái)。該技術(shù)有利于孕婦隨時(shí)檢查胎兒的狀況，保障胎兒和孕婦的健康。

生物傳感器 對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，它是由固定化的生物敏感材料做識(shí)別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細(xì)胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì)）與適當(dāng)?shù)睦砘瘬Q能器（如氧電極、光敏管、場(chǎng)效應(yīng)管、壓電晶體等）及信號(hào)放大裝置構(gòu)成的分析工具。

在臨床醫(yī)學(xué)中，酶電極是最早研制且應(yīng)用最多的一種傳感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物傳感器。生物傳感器已應(yīng)用于監(jiān)測(cè)多種細(xì)菌、病毒及其毒素。藥物分析用生物傳感器的典型代表產(chǎn)品是 SPR生物傳感器，這是一種表面膜共振分析，是實(shí)時(shí)測(cè)定生物分子結(jié)合的技術(shù)。

最常見(jiàn)的用于生物傳感：基于抗體-抗原的相互作用，核酸相互作用， 酶的相互作用，細(xì)胞相互作用，使用仿生材料的相互作用。

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)達(dá)，越來(lái)越多的醫(yī)療保健應(yīng)用使用MEMS器件，并由此帶來(lái)市場(chǎng)強(qiáng)勁增長(zhǎng)！MEMS傳感器助力物聯(lián)網(wǎng) 構(gòu)建智能世界的美好生活

萬(wàn)物相連，智能感應(yīng)。隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，應(yīng)用MEMS傳感器技術(shù)，使所有的智能對(duì)象與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最底層，是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)。傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)三大層次結(jié)構(gòu)之一的感知層的重要組成部分，將現(xiàn)實(shí)世界中的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)化成可供處理的數(shù)字信號(hào)，是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和前提。

物聯(lián)網(wǎng)的大力推進(jìn)和智能終端的廣泛應(yīng)用，使傳感器產(chǎn)品需求大幅增加，并且重心逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)含量較高的MEMS傳感器領(lǐng)域。MEMS技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，覆蓋可穿戴設(shè)備、智能家居、醫(yī)療、工業(yè)4.0、智能汽車(chē)、智慧城市等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。

人類(lèi)透過(guò)一個(gè)由全球數(shù)億人所共有共享的巨型智能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，進(jìn)行全面性的社群交流與信息分享，并且經(jīng)由鏈接實(shí)體對(duì)象及虛擬分析整合，達(dá)到無(wú)所不在的偵測(cè)、識(shí)別、控制及服務(wù)。

在無(wú)限感測(cè)、萬(wàn)物互聯(lián)的未來(lái)世界中，充滿(mǎn)著各式各樣的智慧技術(shù)：無(wú)人車(chē)輛會(huì)自動(dòng)駕駛、讓行車(chē)更安全；智慧家電提供便利舒適的生活管家及保全服務(wù)；植物工廠精準(zhǔn)掌握作物生產(chǎn)過(guò)程、解決氣候劇變導(dǎo)致的糧荒問(wèn)題；工業(yè)4.0實(shí)現(xiàn)安全有效率的人機(jī)協(xié)作、提升產(chǎn)品良率與質(zhì)量；遠(yuǎn)距醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更優(yōu)質(zhì)便利的醫(yī)療服務(wù)；智慧電網(wǎng)提升城市能源使用效益、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)、并減緩全球溫室效應(yīng)等。而對(duì)于個(gè)人而言，行動(dòng)及穿戴式裝置則將提供無(wú)處不在的信息服務(wù)及生活照顧。另外，傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用，例如醫(yī)療、導(dǎo)航、軍事、航空、地震勘探及制程控制等，利用MEMS感測(cè)組件技術(shù)形成新型態(tài)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

MEMS技術(shù)的傳感器，正是以功耗低、精度高、尺寸小的技術(shù)特點(diǎn)，來(lái)滿(mǎn)足萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界，新型MEMS傳感器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和市場(chǎng)投入，使更具豐富多彩的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成為可能，它推動(dòng)了我們的生活更加絢麗多彩。
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