备受青睐的MEMS加速度计，更小尺寸、更低功耗、更智能

电子发烧友网报道（文/李宁远）作为导航测量系列的基础元器件之一，加速度计是测量运载体加速度的器件。它被广泛应用于消费电子、工业自动化、汽车、航空航天等各个领域，能够为单一设备或者整个系统收集状态信息，进而提供传感数据方便系统对设备或系统做出状态评估。
 
现在消费电子行业朝着更时尚、更简约的设计方向发展，工业领域也对加速度计提出了更小尺寸更高集成性的需求，很多应用领域对微型加速度计及其性能的需求日益提升，传感技术需要在微型化高性能方向上持续发力。
 
多样且实用的MEMS加速度计
 
诚然MEMS技术存在它的局限性，对比那些传统且昂贵的传感器，MEMS传感器可能精度偏低，可能存在温漂。但不可否认的是自MEMS技术应用开始，就备受传感器行业青睐，使用微加工技术制造的小型化MEMS传感器已经是低成本高性价比的代名词。
 
在加速度计领域，MEMS加速度计同样是现在应用广泛的选择。MEMS加速度计通过微结构内发生的电容、电阻或电荷（压电）变化来检测机械加速度，现已成为仅次于压力传感器应用量排名第二的MEMS器件。
 
根据相关数据，2022年全球加速度计行业市场规模达到17.57亿美元，同比增长7.4%，而且其中大部分增长发生在MEMS加速度计领域。尤其是电容MEMS加速度和压电MEMS加速度计，近几年都很流行，在振动检测、惯性导航里应用广泛。
 
早期MEMS加速度计很多采用硅的压阻耦合原理，即材料的电阻随着受力而改变，这种加速度传感器本质是通过微加工制备的单晶硅芯片，通过电阻的改变测得加速度。简单且成本不高，适合大批量生产，不过性能一般。
 
现在基本上都是电容式MEMS和压电式MEMS加速度的应用，电容式加速度计是基于电容极距变化的原理，在振动中上下电容极距会发生变化，进而引发电容值变化，以此来衡量加速度值。压电式加速度计则是利用材料正压电效应，将机械能转为电能，电压值与加速度大小成正比。
 
一般如果追求极致性能，压电式MEMS的带宽和噪声性能会更好一些的，成本相对也更高一些。电容式MEMS在小尺寸、低功耗和更快的频率响应上的高性价比也足够匹配很多应用。
 
向更小更智能发展的加速度传感器
 
从发展趋势来看，MEMS加速度计更小的尺寸和更高的集成性无疑是更契合现在各行各业传感器趋势的，用更小的尺寸实现足够的性能，同时保证集成特性，以免加速度计集成性不够在传感器设备集群里很别扭。同时，更加智能化的特性也是竞争力。
 
Bosch Sensortec就致力于不断突破传感技术，以更小尺寸、更智能化的传感器和解决方案助力消费电子产品的创新与互联。今年Bosch Sensortec就发布了穿戴用全球最小的MEMS加速计—— BMA530 和 BMA580，体积仅为1.2 x 0.8 x 0.55 ，集成性特性好，匹配紧凑型设备发展趋势。同时BMA580还通过骨传导技术实现独特的语音活动监测功能，能够实现更多耳穿戴创新智能应用。
 
Honeywell的加速度计产品线配置多样，性能稳定。在超小型加速度计上，MA23和MAQ36都是很有代表性的产品，MA23 型超小型放大压电加速计将恒定电流低输出阻抗输出与负载电容高驱动能力相结合，MAQ36 则是为微型自生压电加速度计，无内部电子元件，不需要运行外部电源，能够匹配极高温度。
 
ADI目前几款较新的加速度计ADXL35x系列都是非常经典的低噪、低漂移、低功耗的产品，4mm×4mm×1.04的尺寸对工业级别的应用来说也不大，重要的是兼顾灵敏度和功耗的工业应用加速度计能做到这个水平的很少。
 
小结
 
在目前汽车、工业自动化以及消费电子等应用领域里，MEMS加速度计正在力求在更小的尺寸里做到更好的精度、更低的功耗、更高的集成性，同时在更智能的检测功能上寻求突破。