傾角傳感器，又稱傾斜傳感器、測角儀或坡度傳感器，它可在重力作用下，測量物體的角度。隨著微機電系統（MEMS）制造技術的進步，MEMS傳感器因其性能優異，性價比高的特性，開始大量進入市場。

MEMS傾角傳感器，顧名思義，是通過MEMS（微電子機械系統）技術制造的傾角傳感器，其明顯的優勢是測量非常精準。

下面，將從2個例子，說透MEMS傾角傳感器的原理。

例子1：

簡單來說，MEMS傾角傳感器就是通過地球重力，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。其MEMS傳感部件示意圖如下：

MEMS傳感部件中的藍色部分是可移動的，而紅色部分是固定的。在加速或減速時，藍色部分將向左或向右移動，藍色和紅色部分之間的電容則隨之改變。通過測量電容C1和C2即可確定加速度。如下圖所示：

也就是說，在被測物傾斜時會產生的加速或減速，令MEMS傳感部件中可移動部分向一側移動，圖示如下：

從該原理中可以看到，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。所以必須加入濾波器，消除一定頻率之外的干擾。有些傾角傳感器廠商還會根據用戶需要配備濾波器。

濾波器有兩種：巴特沃茨（Butterworth）濾波器和臨界阻尼濾波器（Critically damped）。巴特沃茨更適用于測量非移動的、振動較強的物體，例如大型鉆井臺；臨界阻尼濾波器更適合用于測量移動的物體，例如工程車輛、農業車輛等。目前市面上絕大多數的傾角傳感器僅配備了巴特沃茨濾波器，或不配備任何濾波器。

例子2：

MEMS傾角傳感器的基本原理是在完全定型的專用集成電路（ASIC）中內置一個微機電系統（MEMS）傳感器單元。

用一個有兩個電極的簡單模型就能輕而易舉地解釋MEMS 傳感器的作用。

簡易模型中采用的電極一個為固定電極，而與彈簧元件相連的另一個為彈性電極（檢測質量）（參照圖1）。

圖 1：MEMS 傳感器的原理（1、檢測質量；2、電極；3、彈簧；4、固定電極）

當傾角儀處于水平位置時（請參閱圖 2.1 ），測量電極間的相應電容量。如果傳感器發生傾斜（請參閱圖 2.2 ），彈性電極將改變它和固定電極的相對位置，而傳感器單元所測量到的兩個電極之間的電容量也相應發生改變。電容量的變化轉換為相應的傾斜值。

圖2：MEMS傳感器的位置（1、處于水平位置的MEMS傳感器；2、處于傾斜位置的MEMS傳感器）

其實，MEMS加速計的工作原理與MEMS傳感器的工作原理相類似，并且已經在許多工業和商業應用中得以驗證，如手機的運動傳感器和汽車安全氣囊中。

MEMS傾角傳感器的典型應用:

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

最后，附上MEMS傾角傳感器的相關名詞解釋：

補償交叉靈敏度：僅用于雙軸型傾角傳感器。一般情況下，一個軸的傾斜會影響另外一個軸。該補償能夠盡可能的減小這種影響。

振動抑制特性：用于設置濾波器。通過設置，能夠消除振動帶來的負面影響，獲得穩定的信號輸出。

溫度系數：傾角傳感器會受溫度影響，隨著溫度的升高輸出信號會變差。