據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，日立最新開(kāi)發(fā)的MEMS加速度計(jì)的靈敏度比目前汽車和智能手機(jī)中采用的商用MEMS加速度計(jì)的靈敏度要更高，并且功耗降低50％（圖1）。這款MEMS加速度計(jì)的噪聲密度為30 ng /√Hz，據(jù)說(shuō)與應(yīng)用于航天航空、地震和資源勘探等高端領(lǐng)域的“大型”加速度傳感器具有相同的噪聲水平（圖2）。

圖1 MEMS加速度計(jì)和原型開(kāi)發(fā)板

圖2 日立新型MEMS加速度計(jì)與傳統(tǒng)商用MEMS加速度計(jì)的噪聲密度比較

日立新型MEMS加速度計(jì)的功耗為20 mW，是傳統(tǒng)MEMS加速度計(jì)的一半。 如果將該MEMS加速度計(jì)應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施（如橋梁和建筑物）監(jiān)測(cè)、煤氣管道和水管監(jiān)測(cè)，以及用于石油和天然氣勘探，也可以降低傳感器使用成本。

減少空氣阻力

為了提高靈敏度，日立設(shè)計(jì)了新型傳感器的結(jié)構(gòu)。 一般MEMS加速度計(jì)通過(guò)彈簧所連接可動(dòng)質(zhì)量塊的移動(dòng)來(lái)檢測(cè)加速度。 具體而言，通過(guò)質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)電極與固定電極之間的靜電電容變化來(lái)檢測(cè)加速度。但是，質(zhì)量塊在空氣中運(yùn)動(dòng)，以及運(yùn)動(dòng)電極在移動(dòng)時(shí)撞擊到固定電極，都會(huì)產(chǎn)生噪聲，從而影響傳感器的性能。

為此，日立通過(guò)在質(zhì)量塊上制作貫通孔來(lái)降低空氣阻力（圖3），并且貫通孔的直徑在上層和下層之間是變化的。上層為電極部分，下層為重量較大的運(yùn)動(dòng)層。上述方法可將空氣阻力降低約50%或更低。

圖3 通過(guò)貫通孔降低空氣阻力（上層貫通孔的直徑為30μm，下層貫通孔的直徑為60μm）