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班级：2011 级机汽学院硕士 3 班姓名：卢嘉辉学号：201121002847

微机电系统的性能检测及其应用

一、微机电系统概述

微机电系统是指用微机械加工技术制作的包括微传感器、微执行器、微能源

等微机械基本部分以及高性能的电子集成线路组成的微机电器件与装置。以微机

械为研究对象的微机电系统涉及多种学科，主要有微机械学、微电子学、自动控

制、物理、化学、生物以及材料科学等基本内容，是一个多学科、高技术的边缘

学科。

简单讲，微机电系统是一种集成了微电子电路和微机械致动器的微小器件，

它可根据电路信息的指令，控制致动器实现机械操作 =还可以利用传感器接收外

部信息，将转换出来的信号经电路处理放大，再由致动器变为机械操作，去执行

信息命令。可以说，微机电系统是一种获取、处理信息和执行操作的集成器件。

由于微电子技术已经非常成熟，因此在谈到微机电系统技术时，人们更关心

的是微机械部分的设计与加工技术。对于微机械，其特征之一是微机械元件的尺

寸一般都在微米级甚至更小。其二，用微机械进行的操作是极其微细的，有的操

作已经达到了单个细胞乃至分子之间。其三，有些微机械敏感元件能敏感到单个

原子，因此可用其进行原子量级的探测。另外，微机械的结构、原理和作用规律

也与一般的传统机械不同，它不是传统机械尺度的微缩，有许多特殊现象和规律

有待进一步探索和研究，所以不能用对传统的认识去看待微机械。

二、微机电系统的特点

相对于传统机电系统而言，微机电系统的主要特点是：

1．器件微型化、集成化、尺寸达到纳米数量级在一个几毫米见方的硅芯片

上完成线与面的集成、信号处理单元的集成以至和一个微型计算机集成。从信号

产生的功能，到执行信号和处理信号的功能都可以实现微型化和集成化，最终把

微敏感元件、微处理器、微致动器和各种微机电系统都集成于一小小的硅芯片上，

并可大批量、廉价地生产。

2．功能多样化、智能化由于硅具有光电效应、压阻效应、PN 结特性和 Hell

效应等，可用于制备光电传感器、微力学传感器、温度传感器和气敏传感器。由

于微细加工技术的进步，

现在往往把硅基材料微型传感器和信号处理器件与转换电路做在一起，极大

地提高了 MEMS 的信噪比，同时也大大提高了 MEMS 的灵敏度、测量精度和响应速

度，并省略了复杂的接口技术，智能化程度大大加强。

3.功能特殊性由于 MEMS 微型化、集成化、智能化程度大大加强，使得它在

许多场合发挥特殊功能。如微米级的具有智能化的静电式微马达，它可以进入人

的血管，对血管堵塞起清通的作用，这样就可以治疗脑血管病、肝脏血管堵塞等

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