MEMS 技术在传感器生产过程中具有一定的稳定性，但也面临着一些挑战。以下将从不同类型的传感器以及多个方面来详细阐述 MEMS 技术在传感器生产过程中的稳定性。

一、MEMS 热式风速风向传感器的稳定性

• 零点漂移问题分析：在 MEMS 热式风速风向传感器中，未经严格硬件温漂补偿时会存在零点漂移问题。根据传热学和电学原理，对这一问题进行理论分析，并使用 PSPICE 软件对加热电阻进行建模，同时进行电路整体的仿真。通过短时变温测试与户外长时测试的结果来验证理论分析和仿真的结论，进而给出了分段线性补偿的软件补偿方案。此外，还通过理论推导和软件仿真研究了外接贴片电阻温漂对传感器性能的影响。

• 惠斯通全桥电路的硬件方案：该方案对于热温差零点温漂的抑制非常有效，在 X、Y 方向上的零点漂移造成的最大误差不超过 0.5 m/s。

二、MEMS 压力传感器稳定性

• 输出特性稳定性：MEMS 压力传感器芯片输出特性的稳定性是传感器的重要特征之一。研究分析了高灵敏度压力传感器芯片在有用信号变化以及机械和温度特性误差方面的情况，这些变化更明显地依赖于外部因素。该研究采用了一种新的电路形式，即带有负反馈回路的压阻式差分放大器（PDA-NFL），利用双极结型晶体管（BjT），在高灵敏度、小芯片面积和低误差之间实现平衡。研究展示了两个批次的压力传感器芯片 PDA-NFL 样品在不同压力范围和时间跨度后的变化情况，表明了残余机械应力从压力传感器组装设计对灵敏度和非线性的单向影响。

三、基于 MEMS 技术的甲烷催化燃烧传感器稳定性

• 传统传感器的缺点与 MEMS 传感器的优势：催化燃烧式甲烷传感器是目前煤矿中使用最普遍的传感器，但传统的催化燃烧式气体传感器一般由手工制作而成，存在配对难、一致性差、功耗高等缺点。而基于 MEMS 技术的甲烷催化燃烧传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、稳定性好和易于实现自动化批量生产等优点。

四、多 MEMS 传感器组合姿态解算中的稳定性

• 提高精度和稳定性的方法：针对传统单组 MEMS 传感器在姿态解算中面临精度低、稳定性差等问题，提出一种基于多 MEMS 传感器组合姿态解算方法。载体坐标系各轴采用 4 组传感器，两两对角安装，将组合传感器测量数据与四元数估计数据做向量积，通过两组模糊和两组 PI 算法进行组合调节，利用互补滤波进行数据信息融合，通过自适应扩展卡尔曼滤波对修正后角速度进行预测估计，求得姿态角数据。仿真结果分析表明，该方法较传统姿态解算方法具有更高的精度和稳定性。

五、MEMS 微加热器在气体传感器中的稳定性

• 热迁移效应的影响：在分析 MEMS 微加热器在气体传感器中的机械稳定性时，包括化学电阻半导体金属氧化物和非分散红外气体传感器。研究表明，这些设备中的热迁移效应远高于电迁移效应，在设计和仿真周期中不应被忽略。特别是随着薄膜层的进一步缩小和微型化，热迁移力下的空位迁移效应可能会对未来设备中传感器的可靠性产生越来越大的影响。

六、基于 MEMS 技术的催化燃烧气体传感器稳定性

• 与传统传感器对比：与传统传感器相比，基于 MEMS 技术的催化燃烧气体传感器不但具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、稳定性好、适于批量化生产、易于集成等特点，而且实现了智能化、多功能化。

七、MEMS 在建筑结构健康监测中的稳定性

• 影响因素及研究方法：MEMS 传感器本身的稳定性对于整个基于 MEMS 的建筑结构监测系统的准确性有重要影响。输入电压、极板间隙大小等因素会影响传感器稳定性，由于传感器微梁因受静电力和范德华力的作用，从而对传感器输出数据准确性产生影响。因此研究清楚温度、范德华力、电场力等因素对于 MEMS 传感器的性能的影响，对于实际工程中监测数据的准确性有重要意义。通过扩展的系统打靶法求得了由功能梯度板制作的简支微梁挠度非线性的数值解，给出了 MEMS 两端夹紧梁和悬臂梁无量纲电压和无量纲吸合电压的解析逼近解，并对解的精度进行了验证，与实际工作的 MEMS 微位移传感器的实验数据进行比对。

八、MEMS 惯性传感器在地下采矿地层稳定性监测中的应用

• 监测信号分析：通过在地下采矿等效材料模拟实验中安装传感器模块，对靠近崩落地层中部和端部的两个模块的监测信号进行处理。处理后的信号呈现阶梯变化，每个阶梯由振动阶段和稳定阶段组成。进一步分析每个阶段，可以得出估计地层变形和稳定性的策略：每个振动阶段和完整阶段的持续时间呈上升趋势，表明地层变形正在向极限状态发展。该方法可以在地层崩落前至少 1 小时识别地层的破坏性变形。