MEMS慣性器件技術特點及其工作原理的詳述

　　近年來，MEMS 慣性器件取得了飛速發展，基于 MEMS 慣性器件的慣導系統也逐漸成熟，應用范圍越來越廣，特別是在航天和軍事上具有巨大的發展潛力。本文闡述了 MEMS 慣性器件特點、發展過程及在航天和軍事領域的應用現狀，最后對 MEMS 慣性器件的未來發展趨勢作了展望。

　　微電子機械系統［1］（Micro-Electro-Mechanica Systems），簡稱 MEMS，也可稱為微機電系統，是指可以批量制造的，一種將微型結構、微型傳感器、微型執行器設計為一體，同時將信號處理電路、接口以及通訊和電源也置于其內部的微型器件或系統。采用微機電系統技術的慣性器件由于特性優異，已在汽車、航空航天、制導炸彈等各大領域有了廣泛的應用。隨著技術不斷進步，MEMS 慣性器件性能必將進一步得到提升，其應用范圍和應用幅度必將繼續擴大。本文闡述了 MEMS 慣性器件特點、發展過程及應用現狀，并對MEMS 慣性器件未來發展趨勢進行了展望。

　　2 MEMS 慣性器件技術特點

　　2.1 MEMS 慣性器件性能特點

　　通常，MEMS 慣性器件包括微加速度計、微型陀螺和微慣性測量組合（MIMU）［2］?；?MEMS 的慣性器件一般采用硅基材料，同時在半導體集成電路制造工藝的基礎上制造而成。它不但具有尺寸小、質量輕、功耗低的特點，而且其低成本、高可靠性、抗振動沖擊能力強等優勢更是其他慣性器件無法比擬。特別是其特征尺寸甚至到了微米量級，這使得它們可以實現傳統傳感器所不能完成的功能。

　　2.2 工作原理

　　MEMS 慣性器件的工作原理類似于傳統的慣性器件，即牛頓定律，通過測量載體的質心運動（加速度）和姿態運動（角速度），從而可以實現對載體的控制和導航。