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MEMS運動感測器技術現況與系統設計要領
 

【作者: 歐敏銓】   2008年12月03日 星期三

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MEMS加速度感測器(又稱加速度計或g-sensor)因任天堂的Wii遊戲機而一炮而紅,造成市場上對這顆小小元件的濃厚興趣。透過手持遙控器的動作就能完成各種操作目的,加速度計的導入確實開創了新興的使用者介面(UI)模式,而這種直觀性的操作介面,對於手持式設備或電視遙控器也相當具有吸引力。


MEMS加速度計早在1970年代中即已問世,目前最大宗的應用領域為汽車市場,主要的用途包括安全氣囊(Airbag)、防鎖死系統(ABS)、牽引控制系統等等;隨著成本的降低與尺寸的縮小,加速度計也開始被導入消費性的大眾市場。不過,加速度計只是MEMS運動感測器(也稱慣性感測器)的一種,它的功能是用來量測運動體的加速度(也就是速度變化的快慢);若要量測轉動的角速度(角度變化的快慢),那就得用到陀螺儀(Gyrometer, 簡稱Gyro);如果要知道高度變化,需要使用氣壓計;若要知道絕對方向,就得使用電子羅盤(e-compass)。


目前較受重視的運動感測器當屬加速度計和陀螺儀,而陀螺儀的開發其實早於加速度計,但因設計結構較為複雜,元件單價始終偏高,在市場上的普及程度反而不如加速度計。不過,陀螺儀的用途仍然很廣,而結合兩者,舉凡因墜落、傾斜、移動、轉動、撞擊或振動所產生劇烈或微小變化,都能夠被偵測出來。本文將介紹這兩類明星元件的技術現況與系統設計要領。
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