MEMS 技術在傳感器生產過（guò）程中具有一定的穩定性，但也麵（miàn）臨著一（yī）些挑戰。以下將從不同類型的傳感（gǎn）器以（yǐ）及多個方麵來詳細闡述 MEMS 技術在傳感器生產過程中的穩定（dìng）性。

一、MEMS 熱式風速風向傳感器的穩定性

• 零點（diǎn）漂移問題（tí）分析：在 MEMS 熱式風速風向傳感器中，未經嚴格（gé）硬件溫漂補償時會存在零點漂移問題。根據傳熱學和電學原（yuán）理，對這一問題進行理論（lùn）分析，並（bìng）使用 PSPICE 軟件對加熱電阻進行建（jiàn）模，同時進行電路整體的仿真。通過短時變溫測試與戶外長時測試的結（jié）果（guǒ）來驗證理論分析和仿真的結論，進而給出了分段線性補償的軟件補償方（fāng）案。此（cǐ）外，還通過理論推導和軟件仿真研究了外（wài）接貼片電阻溫漂對傳（chuán）感器性能的影響。

• 惠斯（sī）通全（quán）橋電路的硬件方案：該方案對於熱溫差零點（diǎn）溫（wēn）漂的抑製非常有效，在 X、Y 方向上的零點（diǎn）漂移（yí）造成的最大誤差不超過 0.5 m/s。

二、MEMS 壓力傳感（gǎn）器穩定性

• 輸出特性穩（wěn）定性（xìng）：MEMS 壓力傳感器芯片（piàn）輸出特性的穩定性是傳感器的重要（yào）特征之一。研究分（fèn）析了高靈敏度壓力傳感器芯片在有用信號變化以及機械和溫度特性誤差方麵的情況，這（zhè）些（xiē）變化更明顯地依賴於外部因素。該研究采用了一種新的電路形式，即（jí）帶有負反饋回路的壓阻式差（chà）分放大器（PDA-NFL），利用雙極結型晶體管（BjT），在高靈敏度、小芯片麵積和低誤差之間實現平衡。研（yán）究展示了兩個批次的（de）壓力傳感器芯片 PDA-NFL 樣（yàng）品在不同壓力範圍和時間跨度後的變化情況，表明了殘餘（yú）機械應力從（cóng）壓力（lì）傳感器組裝設計（jì）對靈敏度和非（fēi）線性的單向影響。

三（sān）、基於（yú） MEMS 技術的甲烷催化燃燒傳感器穩定性（xìng）

• 傳統傳感器的缺點與 MEMS 傳感器的優勢（shì）：催化燃（rán）燒式甲烷傳感器是目前煤礦（kuàng）中使用最普遍的傳感器，但傳統的催化燃（rán）燒式氣（qì）體傳感器一般由手工製作而成，存（cún）在配對難、一致性差、功耗（hào）高等缺（quē）點。而基於 MEMS 技術的甲烷催化燃燒傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、穩定性好和易於實現自動化批量生產等優（yōu）點（diǎn）。

四、多（duō） MEMS 傳感器組合姿（zī）態（tài）解算中的穩定性

• 提高精度和（hé）穩（wěn）定性的方法：針對傳統單組 MEMS 傳感器在姿態解算中麵臨精度低（dī）、穩定性差等（děng）問題，提出一種基於多 MEMS 傳感器組合姿態解算（suàn）方法（fǎ）。載體坐標（biāo）係各軸采用 4 組傳感器，兩兩對角安裝，將組合傳（chuán）感器測量數（shù）據（jù）與四（sì）元數估計數據做向量積，通過兩組（zǔ）模糊（hú）和兩組 PI 算法進行組（zǔ）合調節，利（lì）用互補濾波（bō）進行數據信（xìn）息融合，通過自適應擴展卡（kǎ）爾曼濾波對修正後角速度進行預測估計，求得姿態角數據。仿真結果分析表明，該（gāi）方法較傳統姿（zī）態（tài）解（jiě）算方法具有更高的精（jīng）度和穩定性。

五、MEMS 微加熱器在氣體傳感器中的穩（wěn）定性

• 熱遷移效應的影響：在分析 MEMS 微加熱器在氣體傳感器中的機械（xiè）穩定性時，包括化學電阻半導體（tǐ）金屬氧化物和非分散紅外（wài）氣體傳感器。研究表明，這（zhè）些設備中的熱遷移效（xiào）應遠高於電遷移效應，在設計和仿真周期中（zhōng）不應被（bèi）忽略。特別是隨著薄膜層的進一步（bù）縮小和微（wēi）型化，熱遷（qiān）移力下的空位遷移效應可能會對未來設備（bèi）中傳感器的可靠性產生越來越大的影響。

六、基於 MEMS 技術的催化燃燒氣體傳感器穩定性

• 與傳（chuán）統傳感（gǎn）器對（duì）比：與傳（chuán）統傳感（gǎn）器相比，基（jī）於 MEMS 技術的催化燃燒（shāo）氣體（tǐ）傳感器不但具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、穩定性好、適於批量化生產（chǎn）、易於集成等特點，而且實現了智能化、多功能化。

七、MEMS 在建築（zhù）結構健康（kāng）監（jiān）測中的穩定性（xìng）

• 影響因素及研（yán）究方法：MEMS 傳感器本身的穩定（dìng）性對於整個基於 MEMS 的建築結（jié）構監測係統的準確性有重要影響（xiǎng）。輸入電壓、極板間隙大小等因素會影響傳感（gǎn）器穩定性，由於傳感器微梁因受靜電力和範德華力的作用，從而對傳感（gǎn）器（qì）輸出數據準確性產生影響。因此研究清（qīng）楚（chǔ）溫度、範德華力、電場力等因素對於 MEMS 傳感器的性能的影響，對於實際工程（chéng）中監測數（shù）據的準確性（xìng）有重要意義（yì）。通過擴展的係統打靶法求得了由功能梯度板製作的簡支微（wēi）梁撓度非線性的數值解，給出了 MEMS 兩端夾緊梁和懸臂梁無量綱電（diàn）壓（yā）和無量綱吸合電壓的解析逼（bī）近解，並對解的精度（dù）進行了（le）驗證，與實際工作的 MEMS 微位移（yí）傳感（gǎn）器的實驗數據進行比對。

八、MEMS 慣性傳感器在地下采礦地層穩定性監測中的應用

• 監測信（xìn）號分析：通過在地下（xià）采礦等效材料模擬（nǐ）實驗中安裝傳感器模塊，對靠近崩（bēng）落地層中部和端部的（de）兩（liǎng）個模塊的監測信（xìn）號進行處理（lǐ）。處理後的（de）信號呈現階梯變化，每個階梯由振動階段和穩（wěn）定階段組成。進一步分析每個階段，可以得出估計地層變形和穩定性的策略：每個振動階段和完整階段的持續時間呈上升趨勢（shì），表明地層變形正在向極限狀態發展。該方法可以在地層崩（bēng）落前至少 1 小時識別地層的破（pò）壞性變（biàn）形。