什么是MEMS交換?MEMS加速度計(jì)、陀螺儀有何區(qū)別?

MEMS是目前常提及的技術(shù)之一，在往期文章中，小編對(duì)MEMS也有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)MEMS的了解，本文將基于兩點(diǎn)介紹MEMS：1.MEMS交換介紹，2.MEMS加速度計(jì)、MEMS陀螺儀區(qū)別介紹。如果你對(duì)MEMS相關(guān)內(nèi)容，抑或?qū)Ρ疚膬?nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MEMS交換

采用微電子機(jī)械技術(shù)(MEMS)的光交換。這種光交換的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)二維易鏡片陣，當(dāng)進(jìn)行光交換時(shí)，通過(guò)移動(dòng)光纖末端或改變鏡片角度，把光直接送到或反射到交換機(jī)的不同輸出端。采用微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)可以在極小的晶片上排列大規(guī)模機(jī)械矩陣，其響應(yīng)速度和可靠性大大提高。

這種光交換實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，插入損耗低，串音低，消光比好，偏振和基于波長(zhǎng)的損耗也非常低，對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力良好，功率和控制電壓較低，并具有閉鎖功能，缺點(diǎn)是交換速度只能達(dá)到ms級(jí)。

微鏡陣列通過(guò)靜電或磁力控制微小鏡元，屬于微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)。如果這些鏡元只能有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，微鏡陣列被稱(chēng)為二維MEMS，如果鏡元能繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)停在多個(gè)位置，則稱(chēng)此微鏡陣列為三維MEMS。而二維微鏡陣列是最為常用的光交換方式。微小鏡元置于兩根光纖之間，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，微小鏡元不工作，讓光信號(hào)從一根光纖傳到另一根光纖，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)靜電場(chǎng)作用，將微小鏡元支起，使光信號(hào)被反射回去。通過(guò)光開(kāi)關(guān)陣列即可實(shí)現(xiàn)交換。

3D MEMS 光交換單元主要由三部分組成：I/O光纖陣列、 MEMS微平面鏡陣列及一折疊平面鏡。其中，I/O陣列中每根光纖接有一個(gè)校準(zhǔn)微透鏡。 當(dāng)一束光進(jìn)入光纖陣列時(shí)， 受微透鏡校準(zhǔn)后照射到 MEMS 微平面鏡振列 中的一個(gè)平面鏡上。該鏡受控傾斜，將入射光反射到折疊平面鏡上。折疊平面鏡反過(guò)來(lái)又將光反射到MEMS另外一個(gè)微平面鏡上，由該平面鏡將光線(xiàn)反射到合適的輸出光纖/透鏡上，由此耦合到輸出單模光纖輸出。

MEMS技術(shù)除了用于光交換外，還可用于DGEF(動(dòng)態(tài)增益均衡濾波器)，可變光衰減器，可編程光分插復(fù)用模塊，動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償器件等。

廣泛的應(yīng)用和不斷成熟的技術(shù)使得MEMS的制作成本有望在不久的將來(lái)大幅度降低。這將真正使得原來(lái)只能用于骨干通信領(lǐng)域的昂貴的全光交換系統(tǒng)走入高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，甚至走入尋常百姓家。

二、MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀的區(qū)別

1、MEMS陀螺儀測(cè)角速度的

2、MEMS加速度是測(cè)線(xiàn)性加速度的

MEMS陀螺儀?MEMS陀螺儀利用科里奧利力——旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的切向力。假設(shè)旋轉(zhuǎn)物體有徑向速度Vr，那么將會(huì)產(chǎn)生切向科里奧利加速度。

MEMS加速度計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量值是正確的，而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在，而有誤差。陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi)則比較準(zhǔn)確而較長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此，需要兩者(相互調(diào)整)來(lái)確保航向的正確。

現(xiàn)在一般的姿態(tài)方面的慣性應(yīng)用，如IMU(慣性測(cè)量單元)，由三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)組合而成。

詳解： MEMS加速度計(jì)原理?技術(shù)成熟的MEMS加速度計(jì)分為三種:壓電式、容感式、熱感式。

壓電式MEMS加速度計(jì)運(yùn)用的是壓電效應(yīng)，在其內(nèi)部有一個(gè)剛體支撐的質(zhì)量塊，有運(yùn)動(dòng)的情況下質(zhì)量塊會(huì)產(chǎn)生壓力，剛體產(chǎn)生應(yīng)變，把加速度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出。

容感式MEMS加速度計(jì)內(nèi)部也存在一個(gè)質(zhì)量塊，從單個(gè)單元來(lái)看，它是標(biāo)準(zhǔn)的平板電容器。加速度的變化帶動(dòng)活動(dòng)質(zhì)量塊的移動(dòng)從而改變平板電容兩極的間距和正對(duì)面積，通過(guò)測(cè)量電容變化量來(lái)計(jì)算加速度。

以上便是此次小編帶來(lái)的“MEMS”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)MEMS交換、MEMS加速度計(jì)和陀螺儀的區(qū)別具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!