MEMSIC器件是基于单片CMOS集成电路制造工艺而生产出来的一个完整的双轴加速度测量系统。就像其它加速度传感器有重力块一样，MEMSIC器件是以可移动的热对流小气团作为重力块。器件通过测量由加速度引起的内部温度的变化来测量加速度。
MEMSIC传感器中的质量块是气体。气态的质量块同传统的实体质量块相比具有很大的优势。MEMSIC的器件不存在电容式传感器所存在的粘连、颗粒等问题，同时能抵抗50000g的冲击，这使得MEMSIC器件的次品率和故障率很低。通过测量温度变化来确定加速度的装置原理将在下面介绍。
一个被放置在硅芯片中央的热源在一个空腔中产生一个悬浮的热气团。同时由铝和多晶硅组成的热电耦组被等距离对称地放置在热源的四个方向。在未受到加速度或水平放置时，温度的下降陡度是以热源为中心完全对称的，此时所有四个热电耦组因感应温度而产生的电压是相同的。
由于自由对流热场的传递性，任何方向的加速度都会扰乱热场的轮廓，从而导致其不对称。此时四个热电耦组的输出电压会出现差异。而这热电耦组输出电压的差异是直接与所感应的加速度成比例的。在加速度传感器内部有两条完全相同的加速度信号传输路径：一条是用于测量X轴上所感应的加速度；另一条则用于测量Y轴上所感应的加速度。
1、加速度传感器量程和输出
MEMSIC加速度传感器最大可以测量范围是±1g到±100g。除了动态加速度（如震动），MEMSIC器件还可以测静态加速度（如重力加速度）。
器件可以提供模拟或数字的输出信号。模拟输出有绝对模式和相对模式两种，绝对模式的输出电压和供电电压无关，而相对模式的输出电压和供电电压成比例。数字输出信号是一种PWM调制后的和加速度大小成正比的占空比信号（高电平占一个周期脉宽的比率）。
分辨率，也就是能测量到的最小加速度变化量，取决于信号噪声。MEMSIC的典型噪声水平低于1mg/（Hz）1/2。在低频条件下，可以测量到低于1mg的信号。
频率响应，也就是对快速变化的加速度的反应能力，由结构来决定。对器件来说，在-3dB处频响为30Hz。通过外部扩展，频响可以扩展到160Hz以上。
2、灵敏度温度变化的补偿
所有热电耦式加速度传感器的灵敏度都会随温度而变化。这种灵敏度的变化完全由热传导的物理特性所决定，制造过程中的个体差异不会影响这种灵敏度的变化，所以这种灵敏度的变化不存在个体之间的不同。
对于游戏应用领域，游戏机或操纵器是在室温下工作的，故环境温度可以认为基本不变，就没有必要对器件的灵敏度进行补偿，可以通过游戏前的校准或通过玩家直觉来弥补。
对于那些可以允许灵敏度有百分之几变化的应用领域，上述的公式可以用一个线性函数来近似。用这种近似的方法（通过一个有-0.9%/oC增益的外部电路）可以将灵敏度的变化限制在2.6%以内（以室温时的灵敏度为基准，温度从0oC变化到+50oC）。
对于性能要求比较高的应用，可以用一个低价位的MCU来完成以上公式的计算。在这个设计中间，灵敏度的在整个温度范围内(40oC~+105oC)的变化小于3%。此外，一种MENSIC的评估板MXEB-232-001可以帮助实现上述功能。
3、零点温漂的补偿
同所有其他的加速度测量技术一样，每个MEMSIC器件都有一个特定的零点温漂特性，每个应用方案可接受的零点温漂值各不相同。标准的MEMSIC器件的温漂系数是±2mg/oC，新型的低噪声器件温漂系数小于±1mg/oC。
对于高精度应用项目，当零点温漂值的精度不能满足要求的时候，可以逐个测定其温漂系数，再进行补偿。
进行补偿需要得到每个器件的温漂系数，因为每个器件0g时具有不同的温漂特性。补偿时，一个和温漂相反极性的偏移量被加到了加速度输出信号当中。
补偿的过程如下：在室温下启动时将100K电位器的滑片置于VREF端，接着在所要补偿的温度下观察器件的温度漂移方向，把开关打到运放的反相输入端，调整电位器使零点温漂值和室温下的值相同。
4、倾斜测量及最高分辨率
(1)倾角测量
MEMSIC加速度传感器的一个最普遍的应用是用于倾角的测量。加速度传感器通过感知地球重力加速度在其测量轴上的分量的大小来确定物体的倾斜角度。
当MEMSIC加速度传感器被水平放置时（两个灵敏轴与水平面平行），它对位置或倾角的变化最为敏感。而当它被垂直放置时（两个灵敏轴与水平面垂直），对于位置或倾角变化的敏感度将下降。
（2）分辨率
加速度传感器的分辨率受其噪声的限制。输出噪声的大小随频带宽度而变化。低频带宽度用一个外部低通滤波器，可以降低噪声，提高信噪比和分辨率。输出噪声以测量频宽的平方根为基本刻度，而噪声的峰-峰值决定了分辨率的大小。噪声的峰-峰值近似地等于其均方根值的6.6倍(包括0.1%的平均不确定因素)。
5、外部滤波器
（1）交流耦合器
对于那些只测量动态加速度（如振动）的应用领域，建议对传感器的输出信号进行交流耦合。交流耦合的优点在于它可以排除零点偏置的个体差异以及零点偏置的温漂问题。
在许多应用中，人们希望将-3dB处的频响设置得非常低以便能检测到一些低频加速度。为了达到这一目的，设计人员有时会采用不合理的大电容，在此MEMSIC建议采用软件高通滤波的方法来实现。
（2）低通滤波器
对于频响较低的应用领域，如倾角仪或水平尺，可以外加低通滤波器来抑制噪声，提高分辨率。
6、MEMSIC加速度传感器在低功耗（以电池为电源）应用领域中的使用方法
在电源功耗受限制的应用领域，采用脉冲供电方式可以延长电池的使用寿命。必须注意的是，当采用脉冲供电时器件的测量频宽将受到其开机时间的限制。例如，器件在3V供电时的开机时间是40mS。如我们采用40mS开，40mS关的脉冲供电方式，那么其周期为40mS（频率为12.5Hz）， 也就是说频率为6.25Hz 的加速度变化可以被检测到。由于倾角的变化比较缓慢，故在倾角测量的应用领域中，可以有效地采用脉冲供电方式。
7、频率响应的扩展
热电耦式加速度传感器的频响是由其内部所用气体的物理特性，热对流原理以及传感器电子学所决定的。由于MEMSIC在大批量生产中所使用的气体的特性完全一致，所以可以用一个简单的电路来对所有器件进行相同的补偿。对于大多数应用来说，不需要因为器件的不同而对补偿电路进行调整。
一个简单的补偿网络由两个运算放大器，以及一些用于提高增益提生频率的电阻电容组成。此电路中所用器件为模拟绝对模式输出，电源电压是5V，放大倍数是2，所以放大后的零点偏置为2.5V。同时，灵敏度为原先的两倍。
与电容1.5uF、0.01uF并联的两个电阻14.3K欧及5.9K欧可对网络的增益进行微调，以对高频衰减进行补偿。其它电阻、电容用于降低噪声。
详细资料，请访问MEMSIC的网站www.memsic.com。
