MEMS传感器有开环和闭环两种形式。在用作地震传感器之前，MEMS传感器比自动控制领域更多，例如ADI公司的ADX系列开环MEMS传感器（见图1）。该系列加速度计可以测量动态和静态加速度。由于其高噪音，因此决定不能用作地震检波器。图1开环加速度传感器示意图闭环加速度传感器基于电容变化原理。惯性质量被放大并转换成电容器板的位移。差分电容的变化由检测电路转换成电信号，并且可移动电容器板在通过力平衡回路反馈之后总是处于平衡位置。反馈信号也用作输出，表示输入加速度的大小（见图2）。由反馈力测量的传感器响应值通过芯片内的5阶ΔΣADC转换为数字量，并输出128kHz的串行数据比特流。图2闭环加速度传感器的示意图标准惯性质量的上表面和下表面各自沉积有导电层（在硅晶片上掺杂有金或铝）。固定帽的上表面和下表面也具有沉积层，因此是标准惯性质量块和固定帽。在它们之间形成可变电容器（见图3）。每个MEMS由四个独立的硅晶片组成。质量块的上表面和下表面是电容器的负极，上板和下板是电容器的正极。两个板之间的间距约为10μm，即质量的最大位移在±5μm之间。图3 MEMS传感器的工作原理示意图。两个电容器（C1，C2）之间的距离为X1，X2。当惯性质量被加速度a移位时，电容比在MEMS传感器的工作原理示意图中，下端盖和质量体之间的电容为C1，施加的电压为V1;上端盖和质量体之间的电容为C2，施加的电压为V2。当没有施加电源时，传感器处于休眠状态，并且重力g拉下质量体。此时，C1> C2;在接通电源后，开始循环，调节V1和V2的大小以产生克服重力的力，直到C1 = C2，F1 + F2 = g，传感器平衡并准备记录信号。当接收到沿工作轴的地震信号时，连续采样和测量C1和C2的值，并且当质量移动时它们的比例连续变化，而负反馈回路改变V1和V2的大小。产生补偿以使质量体朝向中心位置移动。传感器基于将质量保持回到中心所需的校正来获得输出信号，而垂直于传感器的工作轴的地震信号被支撑弹簧阻挡并且不产生信号输出。根据最新的ICInsight报告，全球基于MEMS的半导体传感器和执行器预计2007年至2012年的复合年增长率将达到19％，而2007年为51亿美元，为5年。它将实现97亿美元的年销售额。 2007年至2012年间，基于MEMS的传感器和执行器的单位出货量将以27％的复合年增长率增长，2007年出货量为13亿，五年出货量为43亿。在同一时期，传感器/制动器的单位出货量预计将增加23％的复合年增长率。 2012年，出货量将达到121亿件，2007年出货量将达到43亿件。如果包括通过各种技术实施的传感器/制动器，则总市场规模预计将达到119亿美元。根据该报告，基于MEMS的制动器将占2007年传感器/制动器市场总份额的54％。我们相信，在物联网时代，MEMS传感器凭借其小巧的传感器将成为传感器的主要生产技术。尺寸，低成本和可与其他智能芯片集成的巨大优势。