MEMS（微机电系统）压力传感器是一种利用半导体工艺制造的微型化压力测量设备。其工作原理和特点如下：

一、工作原理

MEMS压力传感器的核心是将压力信号转化为电信号，主要通过以下两种物理效应实现：

1. 压阻效应（主流技术）

   • 在硅薄膜表面（或内部）集成压敏电阻（压阻材料，如掺杂硅）。
   • 当压力作用时，薄膜发生形变→导致压敏电阻的电阻值改变。
   • 通过惠斯通电桥电路将电阻变化转换为电压信号输出，实现压力测量。

2. 电容效应（高精度应用）

   • 结构：由可形变的硅薄膜和固定基板构成可变电容器。
   • 压力使薄膜变形→改变两极板间的距离或面积→电容值变化。
   • 通过外围电路将电容变化转为数字或模拟信号。

共性：利用硅材料的机械特性（弹性模量、泊松比）实现微小形变，再通过电学原理输出信号。

二、主要特点

三、局限性

1. 温漂问题：硅电阻/电容易受温度影响，需内置温度传感器和补偿算法。
2. 介质兼容性：部分传感器需隔离膜（如不锈钢）保护硅结构，避免腐蚀性介质损伤。
3. 量程限制：超高压（>100MPa）或超低压（<1kPa）测量需特殊设计。

四、典型应用

• 汽车电子：进气歧管压力（MAP）、胎压监测（TPMS）、机油压力传感。
• 消费电子：智能手机（气压计导航、健康监测）、无人机（高度计）。
• 工业控制：过程流体压力、差压流量计。
• 医疗设备：血压计、呼吸机、一次性医用压力传感器。
• 环境监测：气象站气压、风速传感器。

五、发展趋势

• 多传感器融合：集成压力、温度、湿度等多种传感功能。
• MEMS-on-CMOS：直接在CMOS芯片上制造MEMS，提升集成度。
• 自供电技术：利用压电/热电效应为传感器供能（物联网节点应用）。
• 光学MEMS：通过光学干涉测量压力变化，提升抗电磁干扰能力。

总结：MEMS压力传感器以微型化、低成本、高可靠性为核心优势，成为现代工业和消费电子中压力测量的主流技术。其工作原理基于物理形变→电信号转换，未来发展方向是更高集成度、智能化及多场景适应性。