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什么是微机电系统?

微机电系统是在微电子技术基础上发展起来的,适用于批量制作的独立的智能系统。它主要由传感器、执行器和微能源三部分构成,其内部结构的尺寸可达到毫米级、微米级甚至纳米级,同时具备批量化加工的成本优势与微型化后高度集成的特点,现在广泛应用于高新技术产业。

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什么是微机电系统?

什么是微机电系统?

微机电系统是在微电子技术基础上发展起来的,适用于批量制作的独立的智能系统。它主要由传感器、执行器和微能源三部分构成,其内部结构的尺寸可达到毫米级、微米级甚至纳米级,同时具备批量化加工的成本优势与微型化后高度集成的特点,现在广泛应用于高新技术产业。

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微电机系统的特点

微电机系统的特点

微机电系统,集微型传感器、执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型系统,是一个独立、可定制的智能系统,主要由传感器、作动器和微能源三大部分组成,具有微型化、批量生产、高度集成、跨多学科、便捷扩展等特点。

微电机系统的特点_微型化

微型化

微机电系统是用批量化的微电子技术制造出的,尺寸只在微米到毫米之间。它体积小,占地较少,而且能够使用在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件极为恶劣的环境中。

微电机系统的特点_批量生产

批量生产

微机电系统是采用集成电路式的硅加工工艺,在一硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置,再经过切割而成的。批量制作有助于降低微机电系统的生产成本,使其在经济方面竞争力更强。

微电机系统的特点_高度集成

高度集成

微电机系统都是高度集成的。它能够把功能、敏感方向、制动方向不同的传感器或执行器集成到一起,形成微传感集群和微执行器集群,又或者将多种功能的器件集成到一起,形成具有高可靠性和强稳定性的微系统。

微电机系统的特点_跨多学科

跨多学科

微电机系统涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,集成了当今科学技术的许多尖端成果。因为其具有跨学科的优势,所以更利于探索新领域。

微电机系统的特点_便捷扩展

便捷扩展

由于,微机电系统是采用模块组合的方式设计而成的,在需要增加系统存储容量时,运营商不需预先计算需要叠加的系统数量,而只需要直接增加器件或系统数量即可,既方便又快速。

微电机系统的特点_微型化

微型化

微机电系统是用批量化的微电子技术制造出的,尺寸只在微米到毫米之间。它体积小,占地较少,而且能够使用在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件极为恶劣的环境中。

微电机系统的特点_批量生产

批量生产

微机电系统是采用集成电路式的硅加工工艺,在一硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置,再经过切割而成的。批量制作有助于降低微机电系统的生产成本,使其在经济方面竞争力更强。

微电机系统的特点_高度集成

高度集成

微电机系统都是高度集成的。它能够把功能、敏感方向、制动方向不同的传感器或执行器集成到一起,形成微传感集群和微执行器集群,又或者将多种功能的器件集成到一起,形成具有高可靠性和强稳定性的微系统。

微电机系统的特点_跨多学科

跨多学科

微电机系统涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,集成了当今科学技术的许多尖端成果。因为其具有跨学科的优势,所以更利于探索新领域。

微电机系统的特点_便捷扩展

便捷扩展

由于,微机电系统是采用模块组合的方式设计而成的,在需要增加系统存储容量时,运营商不需预先计算需要叠加的系统数量,而只需要直接增加器件或系统数量即可,既方便又快速。

微机电系统的分类

微机电系统的分类

微机电系统是依据与之结合的领域或它利用到的媒介不同,可以分为传感、生物、光学、射频等微电机复合系统。

  • 传感 MEMS,是微机电机械利用敏感元件(如电阻、电容等)感知转换电信号的系统。其中包括面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器、微型加速度传感器、真空微电子传感器等。
  • 生物 MEMS,用于化学或生物领域中,进行分析、检测的微型仪器。它是由微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件集成的。
  • 光学 MEMS,是与光学相结合,开发出的微光机电系统(MOEMS),它由综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术,开发新型光器件集成,能够带动更多新概念产品的开发。
  • 射频 MEMS,依据技术传统分为两种:固定的 MEMS 器件(包括微机械加工传输线、滤波器和耦合器等基础配件)和可动的 MEMS 器件(包括开关、接收机、可变电容等器件);依据技术层面分为基本器件层面、组件层面和应用系统层面三种。

微机电系统应用领域

微机电系统应用领域

微机电系统主要应用在生物医疗、汽车、运动健身、消费电子产品、航空航天、信息通信等多个领域。例如:

  • 医疗方面,MEMS 可以无创检测胎心、临床化验分析、参与微型手术、制作仿生器官等,用途广泛且数据直观;
  • 汽车方面,MEMS 可应用在压力传感器、加速度计、微陀螺仪等汽车部件中;
  • 运动健身方面,MEMS 能够对人体进行 3D 运动检测,专业人员获取结果后进行分析,可以及时改进训练计划,帮助运动员提升成绩。

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