事实上，MEMS传感器是消费电子完成立异运用不可或缺的要害元器件。近年来，从游戏机到手机，从笔记本电脑到白色家电，许多消费电子产品运用低g加快计，完成了运动操控的用户界面和增强型维护体系。现在该轮到MEMS陀螺仪和地磁感应计发挥作用，推进新一波令人兴奋的立异运用高速添加。
有关能够丈量线性加快度的MEMS加快计的技能文章现已许多，因而，本文基本上不触及加快传感器，把更多的翰墨留给陀螺仪、地磁感应计等具有多个自由度检测功用的元器件。
MEMS陀螺仪
陀螺仪能够丈量沿一个轴或几个轴运动的角速度，是弥补MEMS加快计功用的抱负技能。事实上，假如组合运用加快计和陀螺仪这两种传感器，体系规划人员能够盯梢并捕捉三维空间的完好运动，为终究用户供给现场感更强的用户运用体会、精确的导航体系以及其它功用。
ST在MEMS商场的比例正在快速添加。作为全球公认的消费电子和手机商场最大的MEMS传感器供货商，ST最近推出了30款以低功耗和小封装为特征的高性能陀螺仪。
ST陀螺仪的中心元件是一个微加工机械单元，在规划上依照一个音叉机制作业，运用科里奥利原理把角速率转换成一个特定感应结构的位移。
咱们以一个单轴偏航陀螺仪为例，讨论最简略的作业原理（图1）。两个正在运动的质点向相反方向做接连运动，如蓝色箭头所示。只需从外部施加一个角速率，就会呈现一个科里奥利力，力的方向笔直于质点运动方向，如黄色箭头所示。发生的科里奥利力使感应质点发生位移，位移巨细与所施加的角速率巨细成正比。由于传感器感应部分的运动电极（转子）坐落固定电极（定子）的侧边，上面的位移将会在定子和转子之间引起电容改变，因而，在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专用电路能够检测的电参数。
图 1：单轴MEMS偏航陀螺仪
ST研发的微机械陀螺仪传感器沿袭了ST成功的制作技能，这项技能已为ST制作了6亿多颗加快传感器，挑选成功的技能可为客户供给最先进的质量牢靠的产品，并且可直接用于终究运用。由于ST选用了音叉办法规划陀螺仪，其差分特性使体系自身对作用在传感器上的无用线性加快度和凌乱振动的敏感度低于商场上现有的其它类型陀螺仪。当这些无用的信号被施加到陀螺仪上时，两个质点就会沿相同方向位移，在一个差分丈量后，终究的电容改变将视为无效。
在体系方面，陀螺仪的信号调理电路可简化为电机驱动部分和加快传感器感应电路两部分（图2）：
– 电机驱动部分经过静电鼓舞办法，使驱动电路前后振动，为机械元件供给励磁；
– 感应部分经过丈量电容改变来丈量科里奥利力在感应质点上发生的位移，这是一个稳健、牢靠的技能，被成功地用于ST的MEMS产品线，能够供给强度与施加在传感器上的角速率成正比的模仿或数字信号。
图 2：一个单轴偏航MEMS陀螺仪的结构简图
在操控电路内部有先进的电源关断功用，当不需求传感器功用时，可封闭整个传感器，或让其进入深度睡觉方法，以大幅下降陀螺仪的总功耗，当需求检测传感器上施加的角速率时，在接到用户的指令后，传感器可从睡觉方法中当即唤醒。
与ST的MEMS加快计相似，MEMS陀螺仪也沿袭一个体系级封装（SIP）办法，机械感应元器件与其调理ASIC电路放在同一个封装内。
智能规划办法结合先进的封装处理方案使得该系列产品的封装尺度大幅减缩，多轴陀螺仪的体系封装面积仅为3×5 mm2 ，最大厚度仅为1mm （图3），一同在终究产品的生命周期内保证传感器的稳定性和高性能。
图 3：选用超小LGA封装的ST多轴陀螺仪
意法半导体为客户供给1轴-3轴、30dps-6000dps的各种陀螺仪传感器，让体系规划工程师能够处理不同的运用：从图画稳定器到游戏，从指向设备到机器人操控。
特别是，像ST的3轴加快度传感器相同，高性能3轴陀螺仪的问市正在促进手机、游戏机等设备完成先进的人机界面。
不只有运动传感器，还有…
全新的地磁感应计正在融入消费电子产品。
磁感应计能够丈量多个轴向的地球磁场强度，让便携设备完成更强的罗盘和导航功用。
相似于运动传感器，消费电子产品和手机也是添加最快的磁感应计商场，2009年磁感应计商场增幅逾100%。据iSuppli最新的商场研究报告，这个商场添加非常快，出货量估计从2008年的800万件，添加到2013年5.40亿，年复合添加率（CAGR）到达129%。
在现有的不同的磁感应计芯片制作技能中，各向异性磁阻（AMR）传感器的发展势头锐不可挡，由于能够供给高空间分辨率和高精度、低功耗，特别是低功耗对电池供电的便携设备至关重要。磁感应计的作业原理是经过丈量电阻改变来确认磁场强度。
当在一个很薄的铁条上施加磁力线方向与经过铁条的电流方向笔直的磁场时，铁条内的电阻就会发生改变。这种传感器一般选用单臂电桥方法，如图4所示，电桥由静态阻值相同的磁阻构成。在丈量过程中，电桥被通电压Vb，有电流经过电阻。只需施加磁场H，在四个相反放置的电阻器内，有两个电阻的磁化矢量转向电流，使电阻值变大，而另两个电阻的磁化矢量违背电流，使电阻值变小。在线性范围内，传感器输出与所施加的磁场强度成正比。
图 4：磁阻传感器：简图
跟着手机成为传感器最热的运用领域，当协作加快计完成歪斜补偿罗盘运用时，磁感应计越来越被商场看好。例如，意法半导体的6D模块LSM303DLH便是一个有6个自由度（6 DOF） 的磁感应计。 这款产品在一个超小的LGA封装内集成一个高性能的3轴加快计与一个高分辨率的3轴磁感应计 （图5）。磁感应计单元包含附加的电流带，能够经过电方法给输出磁极“置位”或“复位”，并施加一个偏移磁场来批改环境磁场。
图 5:LSM303DLH 3x 在一个超小的LGA封装内整合一个3轴加快计和一个3轴磁感应计
在建筑物和汽车内，在高纬度区域，如北美和北欧，很难用霍尔型磁感应计检测地球磁场倾角，而LSM303DLH能够供给精确的3D的跋涉方向。协作支撑各种干流的手机操作体系的跋涉、主动校准和软/硬铁补偿驱动程序，LMS303DLH六维磁感应计为体系规划人员完成导航功用供给一个强壮的东西。
特别值得一提是，整合加快计、陀螺仪和磁感应计，并均衡地运用三者的各自长处，可在在导航处理方案的中心部分完成一个所谓的惯性丈量单元（IMU）。换句话说，渠道开发商可运用最新的MEMS技能，将惯性传感器与较传统的GPS体系协作运用，能够在卫星信号很弱的楼房树立的市区或底子没有信号的室内或地铁环境中供给导航服务。在不久的将来，精确的方位信息与服务厂商供给的附加中心数据将会整合在一同，并显现在用户的手机显现屏幕上，这种定位相关服务将会为手机用户带来优点，例如，手机用户能够获得坐落某一个购物中心内的一切商铺的精确信息，找到想要购买的产品的方位提示，接纳依据用户爱好订制的产品特价和打折信息。
这样的运用现已呈现在商场上，例如，在荷兰，Android手机用户能够装置新增的移动实际空间浏览器Layar。
在大多情况下，新呈现的敞开软件渠道的开发项目更易遭遇到先进的感应功用，所以新的软件渠道鼓舞全社区的开发人员联合协作，开发契合自己需求的运用软件，一同给电子设备添加价值。
整合MEMS加快计、陀螺仪和地磁感应计的模块正在进入廉价的电子玩具商场，传感器模块供给的动作捕捉功用可完成互动的游戏体会，还能让更小的儿童上网共享高兴：孩子们很快就能够发明自己的虚拟娃娃和人物，用人类天然的动作玩这些玩具，不再运用按钮或键盘一类的东西，乃至能够在网上与全球的小朋友一同共享游戏。
定论：咱们最近推出的微型、牢靠、贱价的MEMS陀螺仪和磁感应计一般集成了MEMS加快计，可使多种消费电子设备完成更强的运动盯梢功用，为用户供给更好的如临其境的现场感。意法半导体是您首选的一站式MEMS元器件供货商，上文说到的悉数元器件都介意法半导体的传感器产品组合内。凭仗在MEMS技能、ASIC规划和更智能的封装技能上不断获得前进，结合最先进的生产线和战略协作伙伴关系，意法半导体正在推进感应功用一体化年代，进一步加强其MEMS传感器在消费电子和手机商场的领导地位。
