MEMS 加速度传感器

电容式加速度传感器的工作原理是基于加速度下惯性质量块引起的电容变化，是目前制造MEMS加速度传感器的常用技术。
 
这些电容式加速度传感器充分利用微机电系统（MEMS传感器）制造技术，给大批量应用带来了规模经济效应，从而显著降低了制造成本。所有电容器件都有一个固有特性：内部装有时钟。时钟频率 (~500kHz) 是电流检测电路的一个重要组成部分，但由于内部泄漏原因，它始终存在于输出信号中。尽管高频噪声可能与实际加速度的测量范围相距甚远，但它与信号却形影不离。由于内置了放大器/IC，其3线（或4线差分输出）电气接口是直接的，只需要一个稳定的直流电压源来供电即可工作。
 
在性能方面，电容式加速度传感器的带宽大多限定在几百赫兹（部分先进设计可达1500Hz），部分原因在于其物理几何形状和重气态阻尼。电容式传感器的结构适用于较低的加速度测量范围。最大范围通常限制在200g以下。先进的电容式加速度传感器（特别是仪表级器件）能够提供良好的线性度和高输出稳定性。

在应用场景上，电容式加速度传感器适用于比较重视成本的车载监控应用。此外，它们还适用于测量g值也很低的低频运动，如土木工程中的振动测量。

压阻式感测是直流响应MEMS加速度传感器常用的另一种测量技术。压阻式加速度传感器不是感应惯性质量中的电容变化（这是电容式器件所采用的技术），而是在作为加速度传感器惯性系统一部分的应变片中产生电阻变化。大多数压阻式设计的输出通常对温度变化较为敏感。需要在内部或外部对其输出应用温度补偿。现代压阻式MEMS加速度传感器集成了用于所有形式的板载信号调节及原位温度补偿的ASIC，用于信号调节及原位温度补偿。

压阻式MEMS加速度传感器的带宽可以达到7,000 Hz以上。许多压阻式器件采用了气态阻尼（MEMS型）或液态阻尼（粘合应变片型）的设计。阻尼特性可能是选择加速度传感器的重要因素。在机械输入可能包含甚高频输入（或激发高频响应）的应用中，阻尼加速度传感器可以防止传感器振铃（谐振）并维持或改善动态范围。压阻式传感器的输出是差分和纯电阻性的，因此信噪比性能通常较为突出；其动态范围只受直流桥式放大器质量的限制。对于g值极高的冲击测量，某些压阻式设计能够处理远高于10,000g的加速度。

由于具备更高的带宽能力，压阻式MEMS加速度传感器适用于频率范围和g值通常较高的脉冲/冲击测量。作为直流响应型器件，您可以从其加速度输出中准确地导出所需的速度和位移信息，而不会出现积分误差。压阻式加速度传感器通常用于汽车安全测试以及超越VC加速度传感器可用范围的更高冲击范围的测量。