MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）是指集机械元素、微型传感器以及信号处理和操控电路、接口电路、通讯和电源于一体的完好微型机电体系。MEMS惯性传感器可构成低本钱的INS/ GPS 组合导航体系 ，是一类十分适宜构建微型捷联惯性导航体系的惯性传感器。MEMS惯性传感器的杰出特色使其在许多的民用和军用范畴具有宽广的运用远景。
MEMS惯性传感器的布景情况
MEMS技能最早由Richard Pfeynman（1965年取得诺贝尔物理奖），在1959年提出想象。1962年硅微型压力传感器面世。
1979年Roylance和Angell开端压阻式微加快计的研发。1991年Cole开端电容式微加快度计的研发。
惯性传感器包括加快度计（或加快度传感计）和角速度传感器（陀螺）以及它们的单、双、三轴组合IMU（惯性丈量单元），AHRS（包括磁传感器的姿势参阅体系）。
MEMS加快度计是运用传感质量的惯性力丈量的传感器，一般由规范质量块（传感元件）和检测电路组成。根据传感原理不同，首要有压阻式、电容式、压电式、地道电流式、谐振式、热电耦合式和电磁式等。
1998年，美国CSDL规划研发了最早的MEMS陀螺。同年，Drapor实验室研发了另一种方式的MEMS陀螺。 MEMS陀螺是运用轰动质量块被基座（壳体）带动旋转时的哥氏效应来传感角速度的原理制成。
首要方式有结构驱动式（内、外结构两种）梳状驱动式、电磁驱动式等。
IMU由所以MEMS技能组合的微型惯性丈量单元，所以许多当地称为MIMU。首要由三个MEMS加快度传感器及三个陀螺及解算电路组成。
AHRS则为包括三个磁传感器的IMU，并且根据四元素法进行了解算，直接可输出一个运动体的俯仰角、横滚角和航向角。
低精度MEMS惯性传感器作为消费电子类产品首要用在手机、游戏机、音乐播放器、无线鼠标、数码相机、PD、硬盘保护器、智能玩具、计步器、防盗体系、GPS导航等便携式。因为具有加快度丈量、歪斜丈量、振荡丈量乃至滚动丈量等根本丈量功用，有待发掘的消费电子运用会不断呈现。
中级MEMS惯性传感器作为工业级及轿车级产品，则首要用于轿车电子安稳体系（ESP或ESC）GPS辅佐导航体系，轿车安全气囊、车辆姿势丈量、精细农业、工业自动化、大型医疗设备、机器人、仪器仪表、工程机械等。 高精度的MEMS惯性传感器作为军用级和宇航级产品，首要要求高精度、全温区、抗冲击等指数。首要用于通讯卫星无线、导弹导引头、光学瞄准体系等安稳性运用；飞机/导弹飞翔操控、姿势操控、偏航阻尼等操控运用、以及中程导弹制导、惯性GPS导航等制导运用、长途飞翔器船只仪器、战场机器人等。
MEMS惯性传感器的作业原理
MEMS惯性传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为根底，在单晶硅片上制作出来的微机电体系，包括微机械加快度计、微机械陀螺仪和微惯性丈量组合（MIMU）。MEMS 惯性传感器的作业原理是经典力学中的牛顿定律，其功用是丈量运动物体（如车辆、飞机、导弹、舰艇、人造卫星等）的质心运动和姿势运动，从而能够对运动物体完成操控和导航。MEMS惯性器材与非MEMS惯性器材比较，其体积和价格可削减几个数量级，对国防具有严重战略意义。根据MEMS惯性器材构建低本钱、高性能的微型惯性导航体系正在成为当时惯性技能范畴的一个研讨热门。
MEMS惯性传感器的测验
MEMS惯性传感器的测验跟一般的IC测验之不同在于它需求外界的影响，因此除了自动化测验设备（ATE）、ATE界面板（DIB）和器材巢板（DUT board）等常见的装备外，还需求一个极其重要的设备——发生和传递影响（sTImulus）的设备。这个设备是用户化了的，不同的传感器特别是不同类型的传感器所运用的不同、乃至彻底不同。因此这样的设备往往不是工业规范化的，客户在规划新的惯性传感器的一同有必要跟设备制作商一同开发相应的设备。这个开发的本钱是十分贵重的，以百万美元计。哪怕是改一下传感器封装外形，测验面或腔有必要从头规划，一般需20万美元、8到12周。假如没有署理测验的工厂，小公司即便能规划出产惯性传感器，也很难大批量出售。
别的，测验时刻是影响产品本钱的一个重要因素，尤其是惯性传感器，因为机械的影响往往比一般的电路丈量慢得多。并且，机械影响在触发后有必要等候满意的时刻才安稳，还有必要在关掉后等候满意的时刻才彻底消失。为缩短测验时刻，除了改善设备的力学规划外，进步测验并行度是马到成功的方法。
MEMS传感器的运用范畴
MEMS微惯性传感器首要运用范畴是轿车、惯性导航、消费品电子、IT附件。下图所示的是轿车中的MEMS运用，能够看到加快度计和陀螺仪占有很大的份额。现在因为微陀螺仪的价格较高，其运用的潜力还没有彻底开发，但假如技能上呈现打破大大下降陀螺仪的出产本钱，那么在导航体系中将会有很大的商场潜力。
未来的微惯性器材首要的开展方向是在在满意民用需求的精度和安稳度的前提下，尽量小型化和下降价格。尤其是陀螺仪，只要下降陀螺仪的价格，集成的IMU（inerTIa measurement unit，包括3个陀螺仪，3个加快度计）才能够在轿车导航，娱乐性电子的中的虚拟现实（运动感触）中得到广泛的运用。
MEMS惯性传感器的开展趋向
MEMS惯性传感器的开展趋势首要有以下几个方面：
1、技能方面：精度将不断进步，以陀螺为例，有代替低精度光纤陀螺的趋势。对消费类运用，更寻求进一步简化制作工艺，下降本钱的趋势。一同，集成化也是未来开展的趋势，不只模块制作商走软件、硬件集成的路子，越来越多的上游芯片厂家也走集成块的技能道路。因此不断有双轴、三轴加计、陀螺芯片面世。
2、竞赛力方面：消费类将竞赛最为惨烈，新厂家将不断涌进，比出资、比规划将是必然趋势。上下流彼此排挤、收买、重组将会演出。
3、协作方面：因为产品细分的原因全球竞赛与协作必然结果。上游厂家期望找到下流客户，下流期望寻觅适宜的供货商，因此工业联盟或许呈现。
4、运用方面：无疑无论是消费类运用，工业级军工级运用，商场会急骤扩展，运用会越来越广泛。
