航空航天設備上MEMS傳感器的應用

MEMS傳感器應用在航空航天領域，要求適應在不同的空間環境，包括：真空、電磁輻射、高能粒子輻射、等離子體、微流星體、行星大氣、磁場和引力場等，以及航天器某些系統工作時或在空間環境作用下產生的誘導環境，例如，軌道控制推力器點火和太陽電池翼伸展引起的振動、沖擊環境；航天器上的磁性材料和電流回路在空間磁場中運動產生的感應磁場；航天器上有機材料逸出物沉積在其他部位造成的分子污染等。

因此，航空航天傳感器主要有狀態傳感器，環境傳感器之分，前者包括各種活動機件的即時位置傳感器，如襟，副翼位置，噴口大小，油門位置，減速板位置，起落架收放位置等，飛機狀態傳感器，如迎角，側滑角傳感器，飛機姿態傳感器等，各種參數如液壓，油壓，發動機振動量，滑油金屬屑，各種消耗品如油料剩余量，消耗速度等，還有結冰傳感器，火警傳感器，極限傳感器，過載傳感器，生命傳感器以及各種多余度系統的自動轉換傳感器。

環境傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。

MEMS傳感器在航空航天領域中主要有五種用途：

①提供有關航天器的工作信息，起故障診斷的作用;

②判斷各分系統間工作的協調性，驗證設計方案;

③提供全系統自檢所需信息，給指揮員決策提供依據;

④提供各分系統、整機內部檢測參數，驗證設計的正確性。

⑤監測飛行器內外部的環境，為飛行員航天員提供所需的生存條件，保障正常飛行參數。

MEMS傳感器構成的電子設備

MEMS傳感器在飛行器中的電子設備、飛行器設計及微小衛星等技術方面都有重要的應用。機載分布式大氣數據計算機，由全壓一靜壓一攻角為一體的多功能微型大氣數據探頭（或稱組合式空速管）、微型壓力傳感器（靜壓、差壓及動壓）以及信號處理單元直接組成，并封裝在殼體內，形成一個微機電系統。

MEMS慣性導航系統

微型慣性導航系統集微陀螺、微加速度計及其信號處理單元為一體，該系統以硅材料為主，用MEMS加工工藝制造而成，其體積和質量比常規慣性導航系統至少下降2一3個數量級。

采用MEMS技術制造的微型慣性測量單元（MIMU），沒有轉動的部件，在壽命、可靠性、成本、體積和質量等方面都要大大優于常規的慣性儀表。所生產出來的標準化的、高性能航天器姿態測量儀器性能更好，價格更便宜，而且在航空航天平臺均能使用。采用MIMU器件可使裝置的重量大大減輕。

MEMS加速度傳感器

加速度傳感器在航空航天應用在姿態航向基準系統;捷聯慣性測量單元;飛機導航系統;飛行控制系統;包括顫振測試在內的飛行期間結構測試;健康系統測試;穩定性測試;地面振動測試（風洞試驗）;模態測試;發動機控制系統、制導系統等。

MEMS化學傳感器

這種類似于電子鼻的高溫傳感器陣列是用于檢測和控制航空和汽車發動機的排放物質。通過分析電子鼻產生的信號確定排放系統廢氣的成分。

MEMS壓力傳感器

航空航天傳感器在飛行中、飛行試驗、發動機測試驗、結構強度試驗、風洞試驗，以及在設備的制造生產過程中應用十分普遍。壓力測量的特點是;被測壓力種類多、涉及范圍廣，測壓點多，要求測量精度高。

航天航空集當代先進制造技術、信息技術和材料技術于一身，對傳感器的要求越來越高，MEMS傳感器發展方向是多功能化、小型化、智能化、集成化，隨著產品可靠性進一步提高和價格降低，制作技術發展的不斷成熟和完善，MEMS傳感器在航空航天領域的應用將會在更廣泛范圍取代傳統傳感器。