MEMS 技術在傳感器生產過程中具有一定的穩定性，但（dàn）也麵臨著一些挑戰（zhàn）。以下將從不同類型的傳感器以及多個方麵來詳細闡述 MEMS 技術在傳感器生（shēng）產過程（chéng）中的穩定性（xìng）。

一、MEMS 熱式風速風（fēng）向（xiàng）傳感器的穩（wěn）定性

• 零點漂移問題分析：在 MEMS 熱（rè）式風速風向傳感（gǎn）器中，未經嚴格硬件溫漂補償時會存在零點漂移問題。根據傳熱學和（hé）電學原理，對這一（yī）問題進行理論分析，並使用 PSPICE 軟件對加（jiā）熱電阻進行建模（mó），同時進行電路整體的仿真。通過短時變溫測試（shì）與戶外長時測試的結果來驗（yàn）證理論分析和仿真的結論（lùn），進而給（gěi）出了分段線性補償的軟件（jiàn）補償方案。此外，還通過理論推導和軟件仿真研究了外接貼片（piàn）電阻溫漂（piāo）對傳感器性能的影響。

• 惠斯通全橋電（diàn）路的硬件方案：該方案對於熱溫差零點溫漂的抑製非常有效（xiào），在 X、Y 方（fāng）向上的零（líng）點漂移造成的最大誤差不超過 0.5 m/s。

二、MEMS 壓力傳感器穩（wěn）定性

• 輸出特性（xìng）穩定性：MEMS 壓力傳感器芯片輸出（chū）特（tè）性的穩（wěn）定（dìng）性是傳感（gǎn）器的（de）重要特征之一。研究分析了高靈敏度壓力傳感器芯片在有用信號變化以（yǐ）及機械和（hé）溫度特性誤差方（fāng）麵的情況，這些變化更明顯地依賴於外部（bù）因素。該研究采用了一種新的電路形式，即帶有負反饋回路的壓（yā）阻式差（chà）分放大器（PDA-NFL），利用雙極結型晶體管（BjT），在（zài）高靈敏度、小芯片（piàn）麵積和（hé）低誤差之間實現平衡。研究展示了兩個批次的壓力傳感器芯片 PDA-NFL 樣品（pǐn）在不（bú）同壓力範圍（wéi）和時間跨（kuà）度後的變化情況，表明（míng）了殘餘機械應力從（cóng）壓力傳感（gǎn）器（qì）組裝設計對靈敏度和（hé）非線性的單向影響（xiǎng）。

三（sān）、基於 MEMS 技術的甲烷催化燃燒傳感器穩（wěn）定性

• 傳統傳感器的（de）缺點與 MEMS 傳感器的（de）優勢：催化燃燒式甲烷傳感器是目前煤礦中使（shǐ）用最普遍的傳感器，但傳統的催化燃燒式氣體傳感器一般由手工製作而（ér）成（chéng），存在配對難（nán）、一致性差、功耗高等缺點。而基（jī）於 MEMS 技術的甲（jiǎ）烷催化燃燒傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功（gōng）耗低、穩（wěn）定性好和易於實現自動化批量生產等優點（diǎn）。

四、多 MEMS 傳感器組合姿（zī）態解算中的穩定性

• 提高精度和穩（wěn）定性的（de）方法：針對傳統單組（zǔ） MEMS 傳感器在姿態（tài）解算中麵（miàn）臨精度（dù）低、穩定性差等問題，提出一種基於多 MEMS 傳感器組合姿態解算方法。載體坐標係各軸（zhóu）采用 4 組傳感器，兩兩對角安裝，將組合傳感器測量數據與四元數估計數據做向量積，通（tōng）過兩組模糊和兩組 PI 算法進行組合調節，利用（yòng）互補濾波進行數（shù）據信息融合，通過自適應擴展卡爾曼（màn）濾波對修正後角速度進行預測估計（jì），求得姿態角數（shù）據。仿真（zhēn）結果分（fèn）析表（biǎo）明，該方（fāng）法較傳統姿態解算方法具有更高（gāo）的精度和穩（wěn）定性。

五、MEMS 微加熱（rè）器在氣體傳感器（qì）中的穩定性

• 熱遷移效應的影響：在分（fèn）析（xī） MEMS 微加熱（rè）器在氣體傳感器中的機械穩定性時，包括化學電阻半導（dǎo）體金屬氧化（huà）物和非分散紅（hóng）外氣體傳感器。研究表明，這些設備中的熱遷移效應遠高於電遷移效應，在設計和仿真周期中不應被忽略（luè）。特別是隨著薄膜層的進一步縮（suō）小和（hé）微型化，熱遷（qiān）移力下的空位遷（qiān）移效應可（kě）能會對未（wèi）來設備中傳感器的可靠性產生越來越（yuè）大的影（yǐng）響。

六、基於 MEMS 技術的催化燃燒氣體傳感器穩定性

• 與傳統（tǒng）傳感器對比：與傳統（tǒng）傳感器相比，基於 MEMS 技術的（de）催化燃燒（shāo）氣體傳感器不但具有體積小、重量輕（qīng）、成本低、功耗低、穩定性好、適於批量化生產、易於集成等特點，而且實現了智能化、多功（gōng）能化。

七、MEMS 在建築結構健康監測中的穩定性

• 影響因素及研究方法：MEMS 傳感器本身的（de）穩定性對於整個基（jī）於（yú） MEMS 的（de）建築結構監（jiān）測係統的準確性有重（chóng）要影響。輸入電壓、極板間（jiān）隙大小等因素會影響傳感器穩定性，由於傳感器微梁因受靜電力和範德（dé）華力的作用（yòng），從而（ér）對傳感器輸出數據準確性產生影響。因此研究清楚溫度、範德華力、電場力等因素對於（yú） MEMS 傳感（gǎn）器（qì）的性能的影響，對於實際工程中監測數據的準確性有重要意義。通過擴展的係統打（dǎ）靶法求得了（le）由功能梯度（dù）板製作的簡支微梁撓度非線性的數值解，給出（chū）了 MEMS 兩端夾緊梁和懸臂梁無量綱電壓和（hé）無量綱吸合電壓（yā）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 微位移傳感器的實驗數據進行比對（duì）。

八、MEMS 慣性傳感器在地下采礦地層穩定性監測中的應用

• 監測信號分析：通過在地下采（cǎi）礦等效材料模擬實驗中安裝（zhuāng）傳感（gǎn）器模塊，對靠近崩落地層中部和端部的兩個模塊（kuài）的監測信號進行處（chù）理。處理後的（de）信號呈現階梯變化，每個階梯由振（zhèn）動階段（duàn）和穩定階段組成。進一步分析（xī）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（duàn）和（hé）完（wán）整階段的持續時間呈上升趨勢，表明地層變形正在向極限狀態發展。該方法可以在地（dì）層崩落前至少 1 小時識別地層的破壞性變形。