MEMS加速計、陀螺儀和地磁感應(yīng)計推動創(chuàng)新型消費電子應(yīng)用發(fā)展
盡管2009年全球經(jīng)歷了空前的經(jīng)濟危機，但是MEMS市場并沒有受到影響，市場總值幾乎與2008持平，出貨量比2008年同期增長大約10%，這些數(shù)據(jù)表明，MEMS在消費電子市場的滲透率正在不斷提高。據(jù)市調(diào)機構(gòu)iSuppli的最近一份市場研究報告顯示，2010年以及以后的MEMS市場前景光明，預(yù)計2010年MEMS市場重新回到的兩位數(shù)增幅，2009-2013期間的總年復(fù)合增長率達到12.2%。
事實上，MEMS傳感器是消費電子實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用不可或缺的關(guān)鍵元器件。近年來，從游戲機到手機，從筆記本電腦到白色家電，很多消費電子產(chǎn)品利用低g加速計，實現(xiàn)了運動控制的用戶界面和增強型保護系統(tǒng)�，F(xiàn)在該輪到MEMS陀螺儀和地磁感應(yīng)計發(fā)揮作用，推動新一波令人興奮的創(chuàng)新應(yīng)用高速增長。
有關(guān)能夠測量線性加速度的MEMS加速計的技術(shù)文章已經(jīng)很多，因此，本文基本上不涉及加速傳感器，把更多的筆墨留給陀螺儀、地磁感應(yīng)計等具有多個自由度檢測功能的元器件。
MEMS陀螺儀
陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度，是補充MEMS加速計功能的理想技術(shù)。事實上，如果組合使用加速計和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運動，為最終用戶提供現(xiàn)場感更強的用戶使用體驗、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)以及其它功能。
ST在MEMS市場的份額正在快速增長。作為全球公認的消費電子和手機市場最大的MEMS傳感器供應(yīng)商，ST最近推出了30款以低功耗和小封裝為特色的高性能陀螺儀。
ST陀螺儀的核心元件是一個微加工機械單元，在設(shè)計上按照一個音叉機制運轉(zhuǎn)，利用科里奧利原理把角速率轉(zhuǎn)換成一個特定感應(yīng)結(jié)構(gòu)的位移。
我們以一個單軸偏航陀螺儀為例，探討最簡單的工作原理（圖1）。兩個正在運動的質(zhì)點向相反方向做連續(xù)運動，如藍色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率，就會出現(xiàn)一個科里奧利力，力的方向垂直于質(zhì)點運動方向，如**箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點發(fā)生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比。因為傳感器感應(yīng)部分的運動電極（轉(zhuǎn)子）位于固定電極（定子）的側(cè)邊，上面的位移將會在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化，因此，在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個專用電路可以檢測的電參數(shù)。
