硅微谐振式加速度计(MSRA),是一种基于硅材料及微机电系统(MEMS)工艺制备的MEMS微加速度计,原理是利用振梁的力频特性,通过检测谐振器谐振频率变化量来获取输入的加速度大小。硅微谐振式加速度计基本构件由敏感质量块、谐振器组成。
MEMS是由微传感器、微执行机构、微电子电路组成的微型系统。微加速度计是研究较早的MEMS传感器,根据敏感机理不同,其可分为压阻式、电容式、谐振式等类型,根据材质不同,微加速度计分为硅微加速度计和石英微加速度计。硅材料具有优异的电学特性和机械性能,且易与微加工技术、集成电路工艺兼容,是微加速度计(尤其是微谐振式加速度计)首选材料。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国硅微谐振式加速度计(MSRA)市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,硅微电容式加速度计是目前技应用最为广泛的微加速度计,但其分辨率和精度有待提升。硅微谐振式加速度计理论精度高,但实用化程度不及硅微电容式加速度计和硅微压阻式加速度计。
硅微谐振式加速度计具有重量轻、小体积、测量精度高、测量动态范围大、稳定性好等特点,尺寸可达微米至亚微米量级,是微加速度传感器领域研究重点方向。在全球范围内,硅微谐振式加速度计相关研究机构包括美国Draper实验室、韩国首尔大学、美国Califormia大学伯克利分校、美国Honeywell公司、ADI公司、瑞士Colibrys公司、清华大学、天津大学、南京理工大学等。
硅微谐振式加速度计技术壁垒高、制造工艺复杂,商业化供应企业少,且市场主要由欧美企业垄断,如美国Honeywell等企业。我国硅微谐振式加速度计相关研发企业有中国航空工业集团自控所、芯动联科等。
硅微谐振式加速度计是高精度加速度计的主要发展方向之一,应用前景广阔。硅微谐振式加速度计可替代摆式积分陀螺加速度计(PIGA),应用在惯性导航系统、制导系统、重力探测、智能穿戴等领域。
新思界
行业分析人士表示,作为高精度加速度计,硅微谐振式加速度计应用空间广阔,但由于制备工艺难度大、技术壁垒高,目前硅微谐振式加速度计实用化程度较低、商业化企业少,且市场由国外企业占据主导。随着MEMS技术发展、实际应用需求提升,未来硅微谐振式加速度计将向高性能、微型化、高精度等方向进一步发展。
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