MEMS技術(shù)是隨著半導(dǎo)體 集成電路微細(xì)加工技術(shù)和超精密機械加工技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，它開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，其目標(biāo)是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動化、智能化和可靠性水平。

采用MEMS技術(shù)制作的微傳感器 、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機械光學(xué)器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控 、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

MEMS傳感器的設(shè)計必須同時考慮多種物理場混合作用，相對于傳統(tǒng)的傳感器，它們的尺寸更小，基本是微納米級別。MEMS傳感器多采用以硅為主的材料， 電氣性能 優(yōu)良，硅材料的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度與鋁類似，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。采用與集成電路（IC）類似的生成技術(shù)，可大量利用IC生產(chǎn)中的成熟技術(shù)、工藝，進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn)。

隨著新型半導(dǎo)體材料和MEMS加工工藝、敏感元件集成設(shè)計、傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造 工藝的不斷突破，MEMS傳感器已經(jīng)衍生出眾多品種，其分類方法很多。按其工作原理，MEMS傳感器可以分為物理型MEMS傳感器、化學(xué)型MEMS傳感器以及生物型MEMS傳感器三類。

其中，物理型MEMS傳感器是汽車上采用得最為普遍的傳感器，主要應(yīng)用于安全系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)( ABS )、 發(fā)動機 系統(tǒng)、行車導(dǎo)航、車輛監(jiān)護和自診斷等方面。目前，車用MEMS傳感器市場的主導(dǎo)產(chǎn)品為 壓力傳感器 、加速度計、微陀螺儀 、化學(xué)傳感器、 氣體傳感器 和 指紋識別傳感器等。

具體來說，MEMS壓力傳感器可以用來測量氣囊壓力、燃油壓力、發(fā)動機機油壓力、進(jìn)氣管道壓力及輪胎壓力。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，來獲得高靈敏度。

車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種常見的形式。而MEMS加速度計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)和檢測質(zhì)量組成，通過微硅質(zhì)量塊的偏移實現(xiàn)對加速度的檢測，主要用于汽車安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車導(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加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點，是目前MEMS微加速度計中的主流產(chǎn)品。

微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用于汽車導(dǎo)航的 GPS 信號補償和汽車底盤控制系統(tǒng)，主要有 振動 式、轉(zhuǎn)子式等幾種。目前，應(yīng)用最多的屬于振動陀螺儀，它利用單晶硅或多晶硅的振動質(zhì)量塊在被基座帶動旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來感測角速度。例如汽車在轉(zhuǎn)彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測量角速度來指示方向盤的轉(zhuǎn)動是否到位，主動在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)車輪上加上適當(dāng)?shù)闹苿右苑乐蛊嚸撾x車道。通常，它與低加速度計一起構(gòu)成主動控制系統(tǒng)。

下面，我們一起來看看MEMS傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的十大應(yīng)用。

電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) （ESC）

電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) （ESC、Electric Stability Control） 是用于防止車輛在雨后濕滑的道路或彎曲路段處發(fā)生側(cè)滑的裝置。該裝置使用了Murata Electronics Oy （以下簡稱為MFI） 的加速度傳感器。

通常，僅靠ABS和牽引控制系統(tǒng)無法滿足車輛在彎曲路段上的行車安全要求。該場合下電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) （ESC） 就能夠通過修正駕駛員操作中的轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向，來控制車輛使其不偏離道路。該系統(tǒng)通過使用一個陀螺儀來測量車輛的偏航角，同時用一個低重力加速度傳感器來測量橫向加速度。將所得測量數(shù)據(jù)與通過行駛速度和車輪傾斜角兩項數(shù)據(jù)計算得到的結(jié)果進(jìn)行比對，從而調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向以防止發(fā)生側(cè)滑。

加速度傳感器通常會被獨立安裝在車輛重心附近，或作為傳感器組的一部分以貼裝組件的形式被安裝在印制電路板上。標(biāo)準(zhǔn)測量范圍為±1.5～2.0g; 偏移量與溫度或使用時間無關(guān)，穩(wěn)定在100mg以下; 頻帶在0～50Hz范圍內(nèi)。電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) （ESC） 通常需要以車輛的橫向為檢測軸，以確保在受到縱向加速度或車輛減速時，將影響控制在最小限度。將MFI的加速度傳感器安裝在印制電路板上時，可選擇兩種安裝方向，即檢測軸是與安裝面平行還是垂直。若使用的是獨立型加速度傳感器時，則需要根據(jù)安裝位置選用相應(yīng)的托架。