微弱信号经集成电子系统处理和放大后，通过模拟或数字接口传输。MEMS技术催生了许多创新应用，例如尺寸极小的加速度传感器、陀螺仪、压力传感器和麦克风。消费电子和移动电话市场以及汽车行业是MEMS技术的先驱。他们率先认识到MEMS传感器的巨大潜力，无论是用于让用户足不出户就能赢得奥运会的游戏机，还是用于能够感知运动的手机，亦或是用于具备图像防抖功能的相机，以及用于汽车中的安全气囊和ESP系统。.
在这方面，国际MEMS市场持续增长，目前销售额已达约10亿美元。MEMS市场的国际领导者博世公司在1995年至2008年的13年间售出了10亿件产品，并在短短三年内突破了20亿件大关。意法半导体也经历了意想不到的增长：2011年，该公司MEMS传感器的销量增长了80%，主要集中在消费电子和移动电话市场，从而成为该领域的市场领导者之一。如今，该公司希望将积累的经验应用于其他市场。MEMS传感器在这方面拥有巨大的潜力：它几乎可以在任何领域提供新的应用，并使现有应用更加便捷、安全和节能，或者通过集成新功能帮助它们在竞争中脱颖而出。移动电话市场已经发生的变革，未来还将在其他市场到来。.
提升用户舒适度。
人机界面 (HMI) 领域是一个极具发展前景的应用领域。我们可以借鉴手机应用的经验，轻松实现点击和双击功能。语音控制也可用于 HMI 应用。在这方面，手机再次展现了其潜力：iPhone 用户可以使用 Siri 添加日程或发送电子邮件。MEMS 麦克风也支持在其他设备（例如导航系统）中实现此类语音控制和检测。这得益于其小巧的尺寸、高音质和耐用性。这些优势同样可以应用于免提设备或会议系统，而无需额外成本。例如，意法半导体
(STMicroelectronics) 提供的 MEMS 麦克风比传统的驻极体麦克风 (ECM) 更高效、更坚固。目前在售的 MP34DT/DB01 / MP45DT02 型号的信噪比 (SNR) 高达 63 dB，且频率响应非常平坦（20 Hz 至 20 kHz）。
增强安全性：
转速传感器有助于提高钻机的安全性。它们会在钻头接触混凝土的瞬间检测钻机的转速，并自动关闭钻机。加速度传感器可实现“自由落体检测”，目前主要用于笔记本电脑硬盘。如果传感器检测到自由落体，它会确保读写磁头不会与硬盘碰撞，而是及时缩回。这一原理也可应用于链锯或起重机的遥控器，通过在发生自由落体时触发紧急关机，确保设备处于安全状态。
加速度传感器甚至可以记录最轻微的运动和振动，从而轻松有效地保护石油天然气管道或自动化机械免受人为破坏，并防止贵重物品被盗。记录机器振动还可以验证其是否正常运行。.
MEMS气压传感器能够以25厘米的精度测量高度差。与卫星定位系统（由于信号弱或无信号，在室内无法有效工作）相比，MEMS气压传感器可用于百货商店或停车场等室内导航应用。其原理是测量气压，并据此计算高度和楼层。MEMS气压传感器也应用于导航系统，例如在多层建筑中定位车辆。在消防和警务应用中，MEMS气压传感器甚至可以通过精确定位被困人员来挽救生命。.
更高的效率：
如果设备在发生故障时立即关闭，其能源效率也会提高。通过组合使用多个传感器，可以进一步优化能源效率。例如，在洗衣机中，压力传感器可以测量水位，而加速度传感器可以计算负载并相应地调整洗涤和烘干程序。 
如果加速度传感器在指定时间内未检测到任何移动，则会触发遥控器、灯具或音响设备等设备的自动关闭。
意法半导体 (STMicroelectronics) 和博世传感器科技 (Bosch Sensortec) 为这类应用提供一流的产品：LIS3DH（意法半导体）和 BMA250（博世传感器科技）三轴 MEMS 加速度传感器尤其适用于移动设备应用，因为两者都具有显著的节能效果和非常紧凑的尺寸。LIS3DH 在超低功耗模式下仅需 2 mA 的功耗，而博世的型号在低功耗模式下功耗低于 5 µA。它们的尺寸分别为 3 x 3 x 1 mm (LIS3DH) 和 2 x 2 x 0.95 mm (BMA250)，非常适合空间受限的应用。两款传感器均可在 +/-2 g、+/-4 g、+/-8 g 和 +/-16 g 的可编程测量范围内提供精确的测量值，其中 LIS3DH 在 2 g 量程下的灵敏度为 1 mg/digit，BMA250 为 256 LSB/g。它们的数字分辨率分别为 12 位和 10 位，ST 型号在整个使用寿命期间的典型零重力偏移为 +/- 40 mg，博世型号为 +/- 80 mg。.
对于移动设备而言，智能电源管理、自由落体检测和步数统计也是值得关注的功能。对于人机界面 (HMI) 应用，这些传感器支持屏幕显示自适应以及触摸和双点触控控制，并且兼容游戏和虚拟现实功能。两家制造商都提供用于初始测试的软硬件工具，并配备用户友好的图形界面。这使得用户能够轻松进行调整和测试，并随后无缝集成到应用程序中。意法半导体 (ST) 和博世 (Bosch) 都提供可编程电路板、应用程序编程接口 (API) 和底层控制器。.
更大的运动自由度。
不同类型的传感器不应孤立地看待。将它们组合起来，可以实现灵敏度极高的应用，几乎可以媲美人类的灵敏度。例如，加速度传感器与陀螺仪结合使用，能够创建复杂的运动曲线。这两种传感器也可以集成到单个模块中，例如意法半导体 (STMicroelectronics) 的 LSM330DLC。该模块将 LIS3DH 三轴加速度传感器和 L3GD20 三轴陀螺仪集成在一个尺寸仅为 4 x 5 x 1.1 mm 的紧凑模块中。陀螺仪提供 ±250 dps 至 ±2000 dps 的测量范围，并配备可编程开关。
在这方面，这类MEMS传感器和模块能够实现对患者或老年人的远程监测，且不会限制他们的行动自由。例如，如果发生跌倒，可以立即通知护士；迷路的人也能被定位。职业疗法、运动训练和药物管理也可以根据个人的运动模式进行精准调整，从而更加有效地进行。在血压监测仪中，传感器可以检测手臂位置，确保读数准确，尤其适用于家庭使用。在畜牧业领域，LSM330DLC传感器模块可以根据动物的运动情况，精准确定所需的饲料量。.
更大的自由度：
集成更多传感器类型的传感器模块可提供更大的自由度 (DoF)。由于其尺寸相对较小，因此特别适用于空间受限的应用。目前，最常用的组合包括加速度传感器、陀螺仪和罗盘传感器。意法半导体 (STMicroelectronics) 近期推出了一款具有九个自由度的多传感器模块。iNEMO M1 将三轴加速度传感器、三轴磁传感器、三轴陀螺仪、32 位 STM32 
微控制器和专用软件集成在一个仅 13 x 13 x 2 毫米的紧凑尺寸内。这使其能够记录线加速度、角速度和地球磁场，从而实现对方向、位置和运动的精确测定。传感器融合软件会将所有传感器的输出信号进行融合，预测和滤波算法会自动校正测量中的失真和误差。这使得该模块能够在游戏、人机界面、机器人、可穿戴导航设备和病人监护等应用中提供更高程度的真实感。
丰富的选择。
实例表明，MEMS传感器的应用领域和可能性几乎是无限的。然而，对于希望在应用中使用MEMS传感器的开发人员来说，这也带来了挑战。通常，在开发初期，并不清楚应该选择哪种类型的传感器才能最好地实现预期目标。制造商提供的各种型号确保了在开发之初就能明确方向。Rutronik拥有迄今为止最全面的传感器和MEMS传感器产品系列，汇集了众多知名制造商的创新产品。如此丰富的选择使得每种应用都能找到合适的解决方案。
作者：
作者：Martin Grimmer，Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH 模拟与传感器高级营销经理
