MEMS傳感器測量角度的原理主要基于微機械加工技術和特定的物理效應。以下是以MEMS傾角傳感器為例，詳細說明其測量角度的原理：

一、基本原理

MEMS傾角傳感器通過地球重力非接觸式測量目標物體的傾角。本質上，傾角傳感器要測量加速度，特別是重力加速度，因此其內部集成了加速度傳感芯片。加速度傳感芯片由一個MEMS傳感部件以及外圍信號處理電路組成。

二、具體測量過程

1. MEMS傳感部件結構：

• MEMS傳感部件中通常包含可移動部分和固定部分。例如，在某些設計中，可移動部分（如彈性電極）與彈簧元件相連，而固定部分（如固定電極）則保持不動。

2. 電容變化測量：

• 當傾角傳感器處于水平位置時，可移動部分與固定部分之間的電容保持一定值。當傳感器發生傾斜時，可移動部分因重力作用而發生位移，改變與固定部分之間的相對位置，從而導致電容量的變化。

• 通過測量這種電容量的變化，可以計算出傳感器的傾斜角度。具體來說，電容量的變化與傾斜角度之間存在一定的數學關系，可以通過校準和信號處理電路將這種關系轉換為具體的角度值。

3. 信號處理：

• 原始的電容變化信號需要經過放大、濾波和模數轉換等處理步驟，才能被微處理器或數字系統識別和處理。這些信號處理電路通常集成在傳感器內部或外部電路中。

三、濾波器的作用

在測量過程中，MEMS傳感部件對震動會很敏感，被測物體的震動會影響測量結果。因此，必須加入濾波器來消除一定頻率之外的干擾。常見的濾波器類型包括巴特沃茨濾波器和臨界阻尼濾波器，它們適用于不同的測量場景。

四、應用實例

MEMS傾角傳感器在農業和林業機械、工程機械和特種車輛、太陽能和光伏、自動導航系統、起重機和吊裝技術、風力發電廠等領域有廣泛應用。例如，在農業機械中，傾角傳感器可以用于監測農機的傾斜角度，確保農機在作業過程中的穩定性和安全性。

綜上所述，MEMS傳感器測量角度的原理主要基于微機械加工技術和電容變化測量原理。通過測量可移動部分與固定部分之間的電容變化，可以計算出傳感器的傾斜角度，并經過信號處理電路的處理后輸出具體的角度值。