微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)是一種集成微觀機(jī)械、電子、光學(xué)和生物元件于一體的系統(tǒng)。它采用微納加工技術(shù)制造微小而復(fù)雜的結(jié)構(gòu),在微型尺度下實(shí)現(xiàn)了傳感、執(zhí)行、處理、儲存等多種功能。
1.微機(jī)電系統(tǒng)的工作原理
微機(jī)電系統(tǒng)主要是由微器件和電路組成的,其工作原理與傳統(tǒng)電子技術(shù)相似,但是大小比傳統(tǒng)電子元件要小得多。在微機(jī)電系統(tǒng)中,微型機(jī)械構(gòu)件通過物理作用或者化學(xué)作用將外部輸入信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng),再由電子設(shè)備進(jìn)行控制和檢測。此外,微機(jī)電系統(tǒng)還可以根據(jù)收到的信息進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)智能化操作。
2.微機(jī)電系統(tǒng)分類
按照不同的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域,微機(jī)電系統(tǒng)可以分為多種類型,如:
- 傳感器式微機(jī)電系統(tǒng),可用于壓力、溫度、濕度、光強(qiáng)等數(shù)據(jù)的檢測和度量;
- 執(zhí)行器式微機(jī)電系統(tǒng),可用于精密機(jī)械控制和微型液體驅(qū)動(dòng);
- 光學(xué)式微機(jī)電系統(tǒng),可用于激光干涉儀、光波導(dǎo)等光學(xué)器件的制作和生產(chǎn);
- 生物式微機(jī)電系統(tǒng),可用于生命科學(xué)領(lǐng)域的細(xì)胞檢測和微型分析儀器的研發(fā)。
3.微機(jī)電系統(tǒng)特點(diǎn)
微機(jī)電系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
- 尺寸小、重量輕,易于集成和布置;
- 功耗低,可使用微型電池或者熱電驅(qū)動(dòng);
- 響應(yīng)快,可以實(shí)現(xiàn)高頻率工作和快速的信號處理;
- 具有多元化的功能,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感、執(zhí)行、處理和儲存操作。
4.微機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域
微機(jī)電系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,如: