沃克尔·肯普（Volker Kempe），在院校和工业领域有着超过40年的研究与开发经验。他领导奥地利Mikro SYSTEMS公司的微电子工程部10余年。在2003年，作为Sensor Dynamics AG的联合创始人之一，担任该公司的副总裁。目前他致力于功能扩展、技术提升以及MEMS惯性传感器的应用等方面的工作。

第1章 绪论
1．1 MEMS时期之前的概况
1．2 应用与市场
1．3 惯性MEMS器件的组成
参考文献

第2章 换能器
2．1 各向异性材料特性、张量和旋度
2．1．1 应力、应变与压阻效应
2．1．2 坐标系旋转
2．2 压阻式换能器
2．2．1 压电电阻器
2．2．2 硅压阻式传感器
2．2．3 多晶硅的压电电阻
2．3 压电换能器
2．3．1 压电效应
2．3．2 压电方程
2．4 电容式换能器
2．4．1 静电力
2．4．2 平行板式电容
2．4．3 倾斜板式电容
2．4．4 梳齿电容
2．4．5 悬浮
参考文献

第3章 非惯性力
3．1 弹簧
3．1．1 粱
3．1．2 刚度矩阵
3．1．3 梁的弯曲方程
3．1．4 悬臂梁
3．1．5 扭力弹簧
3．1．6 应力集中
3．1．7 支承
3．2 阻尼力
3．2．1 流体流动模型
3．2．2 滑膜阻尼
3．2．3 压模阻尼
3．2．4 阻力
3．2．5 自由分子流
3．2．6 结构阻尼
参考文献

第4章 MEMS工艺
4．1 惯性MEMS器件微加工技术
4．1．1 基础微电子工艺制造步骤
4．1．2 刻蚀
4．1．3 干法刻蚀
4．2 晶圆键合
4．2．1 零级封装和晶圆键合
4．2．2 晶圆键合工艺
4．3 工艺集成
4．3．1 体工艺
4．3．2 表面工艺
4．3．3 SOIMEMS工艺
4．3．4 CMOS-MEMS
参考文献

第5章 一级封装
5．1 一级封装壳体
5．2 一级封装技术
5．2．1 划片和裂片
5．2．2 粘片
5．2．3 电气连接
5．2．4 包封
参考文献

第6章 电路接口
6．1 检测电路-组成模块
6．1．1 MOS晶体管
6．1．2 运算和跨导放大器
6．2 传感器接口
6．2．1 电阻式接口
6．2．2 压电式接口
6．2．3 容式接口
6．3 数据转换器
6．3．1 采样和保持
6．3．2 幅值的单采样转换
6．3．3 时域转换
参考文献

第7章 加速度计
7．1 测量对象
7．2 弹簧-质量块系统
7．2．1 传递函数
7．2．2 加速度计非理想因素
7．2．3 加速度计反馈控制
7．2．4 非线性力矩器反馈控制
7．3 谐振加速度计
7．3．1 谐振梁
7．3．2 谐振加速度计系统
7．4 梁式加速度计
7．4．1 梁动力学
7．4．2 模型建立
7．5 几种其他类型加速度计原理
7．5．1 隧道加速度计
7．5．2 对流和起泡式加速度计
7．6 从单轴到六轴加速度计
7．6．1 单轴加速度计
7．6．2 2D和3D加速度计
7．6．3 6D加速度计
参考文献

第8章 陀螺仪
8．1 基本理论
8．2 陀螺运动学
8．2．1 载体的转动及角速度
8．2．2 非惯性系统中体的旋转
8．2．3 角动量理论
8．2．4 动量方程
8．2．5 小角度近似
8．3 陀螺的性能
8．4 速率积分陀螺
8．4．1 二自由度陀螺
8．4．2 角度陀螺原理
8．4．3 非理想模型
8．4．4 角度陀螺中的非理想性
8．4．5 陀螺控制
8．5 角速率陀螺
8．5．1 系统架构
8．5．2 谐振检测
8．5．3 非谐振检测
8．5．4 噪声
8．5．5 零角速率输出
8．5．6 偏置稳定性
8．5．7 加速度抑制及音叉
8．5．8 驱动运动控制及弹性梁非线性
8．6 陀螺结构
8．6．1 模态解耦结构
8．6．2 z轴陀螺
8．6．3 面内敏感陀螺
8．6．4 扭摆陀螺
8．7 非平面式MEMS陀螺
8．7．1 梁式陀螺
8．7．2 石英音叉
8．7．3 环式陀螺
8．7．4 体声波陀螺
8．8 多轴陀螺及6轴IMU设计思路
8．8．1 单质量块多自由度惯性传感器
8．8．2 双轴陀螺
8．8．3 三轴陀螺
参考文献

第9章 测试与标定
参考文献

结束语
参考文献
中英文对照表

《惯性MEMS器件原理与实践》从实践角度对基于MEMS惯性传感器的设计、制造以及测试进行系统全面的介绍，其广泛、严谨的内容能够指导读者分析应用需求以及将其转化为实用型的设计，以避免潜在的设计错误，节约设计时间。
通过阅读《惯性MEMS器件原理与实践》能很快掌握相关的基础知识，包括MEMS技术、封装、动力学、力学以及换能器技术等。另外，还可对不同实现方案及构建设计有一全面的了解，同时对测试和标校的关键也有总体的认识。
《惯性MEMS器件原理与实践》针对实现可用性传感器中实际遇到的问题，通过独到的视角对目前惯性MEMS领域进行介绍，是从事相关工作的专业工程师、主管以及应用工程师理想的专业资源，同时也为希望全面了解这个领域的学生提供参考。

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对惯性微机电传感器（简称“惯性MEMS器件”）的研究、开发与商业化已超过20年。有时人们并未察觉到它们已经进入了军事和航天相关的应用中，并且存在于我们日常生活的诸多产品中。带安全气囊释放传感器与电子稳定控制的汽车已司空见惯。随着带有心脏起搏器患者的活动监测、搬运机器人与相机内的平台稳定等功能的应用，我们的生活质量在逐步提升。简单易用的人机界面发明使很多人可以操控复杂的设备，而不仅仅是玩玩计算机游戏。惯性MEMS器件通常与其他传感器系统融合进入新的应用领域已成为一种趋势，并保持上升势头。
本书将阐释惯性MEMS器件的多学科复杂性，试图对基于MEMS的惯性传感器的设计、加工以及性能评估进行系统性阐述，并着重关注受技术缺陷以及常见恶劣环境影响产生的实际问题。必须保证投向市场的产品在其使用寿命周期内拥有一定程度的可靠性。
本书将阐释惯性测量的基本概念以及理论背景，将按照工业领域的研发和试制要求而非学术类要求进行描述，目的在于表明理论与实践之间的互利关系。因此，对应用需求进行分析并将其转变为设计观念是重中之重。本书将用相当大的篇幅对诸如寄生效应、冲击与振动鲁棒性，以及主要性能参数的稳定性等进行分析建模，因为这些都是实际工作中必须要面对的。
本书分为9章。其中6章（含第1章绪论）涉及了MEMS的不同方面，并着重于惯性MEMS器件。第2章叙述了最重要的换能器及其特性。第3章主要分析了弹性力、阻尼力等非惯性力，它们在惯性MEMS器件的设计中扮演着重要角色。接下来4、5章涉及了包括封装在内的主要MEMS工艺，而电路接口的内容在第6章介绍。无论惯性MEMS器件领域的专业人士还是希望对MEMS领域有大体了解的人都可以从这6章中获益。
接下来的两章介绍两种惯性MEMS器件的代表：加速度计与陀螺仪。其重点是基本原理、描述动态特性的方法与模型，以及不同方法与结构的全面介绍，包括其优劣两个方面。另外对测试与标定做了简短的概述。
本书基于工程水平级编写，并尽可能通过数学模型分析各种效应与工艺，从而让读者对不同效应的数量级产生感性认识。
本书的适用对象不仅包括开发、制造和使用惯性传感器的专业人士，也包括在应用、生产管理和销售领域希望了解背景知识的人们。本书可以作为进行深入理论研究的起点，例如在整体封装陀螺仪碰撞影响分析领域，其中包括对信号处理的分析效果。
根据作者的经验，很多工程师、物理学家和数学家都乐意看到对复杂晦涩的基于MEMS的惯性传感器领域有一个准确、易懂的阐释，在揭示实际问题背后的影响与模型机理时，避免不当的简化或表象描述。本书针对这些挑战进行了初步的尝试。作者与很多专家在惯性传感器的生产、测试与设计中均有共事经历，相信本书能够满足实际需求，也希望能够激起该领域从业者与科研人员的兴趣。对于学生等感兴趣的人群，本书也可以作为机械MEMS领域的入门读物。