应用于智能手环设计和无人机控制的MEMS传感器有哪些？

随着物联网技术的日益成熟，目前无人机的发展对物联网技术的应用越来越多，其中传感器技术发挥着非常重要的作用。加速度设计加速度计用于确定无人机的位置和姿态。就像Nintendo Wii控制器或iPhone屏幕位置一样，这些小型MEAS传感器在维持飞行控制方面发挥着关键作用，MEAS加速度计有多种方式来感知运动手势，其中一种技术能够感知微型集成电路的微小运动。

得益于采用惯性MEMS传感器，无人机可确保其方向稳定，并可由用户精确控制，甚至可自主飞行。然而，一些挑战使无人机系统设计变得十分复杂，例如电机未完美校准，系统动态可能根据有效载荷而变化，操作条件可能出现突变或传感器存在误差。这些挑战会造成定位处理偏差，并导致导航期间的位置偏差，甚至造成无人机失效。

要使无人机超越玩具的范畴，高品质MEMS传感器和先进软件至关重要。无人机的惯性测量单元(IMU)、气压传感器、地磁传感器、应用特定型传感器节点(ASSN)和传感器数据融合的精度对其飞行性能有着直接和实质的影响。

尺寸限制以及苛刻的环境和操作条件(如温度变化和振动)将对传感器的要求提升到新的水平。MEMS传感器必须尽可能避免这些影响，并提供精确、可靠的测量。有多种方法可以实现出色的飞行性能：软件算法，如传感器校准和数据融合;机械系统设计，例如减少振动，以及根据无人机制造商自己的要求和需求选择MEMS传感器。下面就让我们仔细研究一下MEMS传感器并参考部分示例。

加速度计

加速度计用于确定位置和无人机的飞行姿态。像任天堂Wii控制器或iPhone屏幕位置，这些小的MEMS传感器在维持飞行控制中起到关键的作用。MEMS加速度传感器有多种方式感知运动姿态，一种类型的技术能够感知微型集成电路的微小运动。这类“跳水板”的运动改变了结构中电流的移动，从而指示与重力有关的位移变化。

另一种加速度计的技术为热对流技术，具有几个明显的优势。它没有移动部件，而是通过一个“热气团”的位移来感知的运动变化。这类传感器灵敏度较高，在稳定车载摄像机、电影制作等应用起着至关重要的作用。通过控制上下运动和防振功能，制片人就能够非常顺利的捕获画面。此外，由于这些传感器较其他产品有更好的抗震性，热对流MEMS传感器在无人机螺旋桨运动的抗震性有着完美的表现。

惯性测量单元

惯性测量单元结合GPS是维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展，方向和路径控制是重要的空中交通管理规则。惯性测量单元采用的多轴磁传感器，在本质上都是精准度极高的小型指南针，通过感知方向将数据传输至中央处理器，从而指示方向和速度。

倾角传感器

倾角传感器，集成了陀螺仪和加速度计为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据。这是在易碎品运输和投递过程中最重要的稳定性监测应用程序。这类传感器和陀螺仪，结合加速度计，能够测量到细微的运动变化，使得倾角传感器能够应用于移动程序，如汽车或无人驾驶飞机的陀螺仪补偿。

电流传感器

在无人机，电能的消耗和使用非常重要，尤其是在电池供电的情况下。电流传感器可用于监测和优化电能消耗，确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全。电流传感器工作通过测量电流(双向)，理想的情况下提供电气隔离，以减少电能损耗和消除电击损坏用户系统的机会。同时，具有快速的响应时间和高精度的传感器可以优化无人驾驶飞机电池的寿命和性能。

磁传感器

在无人机，电子罗盘提供关键性的惯性导航和方向定位系统的信息。基于各向异性磁阻(AMR)技术的传感器，较其他传感器相比有明显的地功耗优势，同时具有高精度、响应时间短等特点，非常适用于无人机的应用。整体解决方案为无人驾驶飞机制造商提供质了量数据传感稳定且紧凑的封装。

发动机进气流量传感器

流量传感器可以用于有效地监测电力无人机燃气发动机的微小空气流速。这一功能能够帮助引擎CPU确定在特定的引擎速度下保持适当的燃料空气比值，从而改善功率和效率，并减少排放量。许多气体发动机质量流量传感器都采用热式技术，主要利用加热的元件和至少一个温度传感器来量化质量流量。MEMS热式气体质量流量传感器也在微计量范围内利用热原理及其适用于对重量要求较高的领域