در حالت کلی دو نوع سیستم Inertial Navigation Systems)INS) تعریف شده است.

  • Gimbaled: این نوع INSها عملکرد مکانیکی دارند و بر اساس قانون ژیروسکوپی کار می کنند. برای عملکردهای با دقت و سرعت بالا که قابلیت اطمینان بسیار اهمیت دارد، از این نوع سیستم ها استفاده می شود.
  • StrapDown: این نوع سیستم های ناوبری با بکار بردن سنسورهای الکترونیکی و ترکیب آنها با مدارهای الکتریکی عمل می کنند. برای کاربردهایی که دقت بسیار بالا مورد نیاز نیست و یا با قید هزینه روبرو هستیم، از این نوع سنسورها استفاده می شود. اغلب هواپیماها الکتریکی سبک، خودروهای پیشرفته و حتی قایق ها از این نوع INS ها بهره می برند. 
نقطه ی اشتراک مهندسی هوافضا و سنسورهای ممز همان سیستم های INS از نوع StrapDown است. این سنسورها در تعیین شتابها و نرخ های زاویه ای جسم پرنده در دستگاه بدنی نقش ایفا می کنند. در ادامه ی مطلب به آشنایی بیشتری نسبت به این سنسورها دست خواهید یافت.
سنسورهای ممز از سه جنبه ی کلی تقسیم بندی می شوند:
  1. روش ساخت (Micromachining Method)
  2. مکانیزم تشخیص و احساس (Microsensing Mechanism)
  3. مود عملکردی (Operation Mode)
روش های ساخت به نوعی بحث تخصصی بوده و کاربرد مهندسی چندانی ندارد. در این مقاله بیشتر به معرفی مکانیزم های احساس این سنسورها پرداخته ایم.
 
مکانیزم تشخیص و احساس سنسورهای ممز
سنسورهای MEMS بر اساس خواص شیمیایی، گازی، اپتیکی، زیستی و همچنین مکانیکی مواد کار می کنند. سنسورهایی که در کاربردهای هوافضایی محبوبیت دارند عمدتا بر اساس خواص مکانیکی مواد کار می کنند. از جمله خواص مکانیکی مورد توجه و همچنین مبنای عملکردی آنها به شرح زیر است:
  • سنسورهای piezoresistive : که بر روی یک دیافراگم سیلیکونی پیاده می شوند و با تغییر شکل الاستیک و تغییر طول دیافراگم و سنجش میزان تغییر مقاومت آن، مقدار شتاب اعمالی سنجیده می شود.
  • سنسورهای Capacitive: که در آنها در اثر اعمال یک شتاب یا فشار خارجی، صفحات خازن هایی که در ابعاد نانو هستند، جابجا شده و با سنجش تغییر ظرفیت حاصل در خازن ها، مقدار شتاب یا فشار اعمالی سنجیده می شود.
  • سنسورهای Piezoelectric: که بر اساس خاصیت مواد پیزوالکتریک عمل می کنند. این مواد در صورت اعمال یک تغییر شکل به صورت ذاتی به تولید ولتاژ می پردازند. همچنین اعمال یک ولتاژ مشخص، تغییر شکل (معمولا طولی) مشخصی را به همراه دارد. در محدوده ی الاستیک، ولتاژ و تغییر شکل ماده رابطه ی خطی دارد.
  • سنسورهای رزونانسی (Resonant): هنگامی که به ماده ای مخصوص این سنسورها مثلا شتابی اعمال می شود، یک تنش داخلی در آنها شکل میگیرد که منجر به تغییر خواص رزونانسی و فرکانس لرزش این مواد می شود. سنجش این تغییر فرکانس در تعیین شتاب اعمال شده مورد استفاده قرار می گیرد.
 
مود عملکری سنسورهای MEMS
منظور از مود عملکردی، تنها یک تفاوت در ساختار سنسورهای MEMS است. سنسورهای MEMS از دیدگاه مود عملکردی به دو دسته زیر تقسیم شده است:
  1. Open loop operation: این سنسورها که ساده و ارزانتر هستند، حین عملکرد یک دیافراگم یا تیر یک سردرگیر (در ابعاد نانو) تغییر شکل فیزیکی میدهد.(یک جابجایی در ماده رخ می دهد)
  2. Closed loop operation: در حالت قبل که دیافراگم یا تیر جابجا می شد، این جابجایی دامنه تنش در ماده را افزایش می دهد و قطعه ممکن است دچار خستگی سیکل پایین (Low Cycle Fatigue) شود. همچنین تغییر شکل بیش از حد، منجر به حاصل شدن خروجی های غیر خطی و نامعتبر می گردد. برای اجتناب از این موارد و همچنین افزایش بازه ی عملکردی سنسورها از یک مکانیزم پسخور دار (Feedback) استفاده شده است که مانع حرکت دیافراگم می گردد.
محدودیت های عملکردی سنسورهای MEMS
  • محدودیت دمایی (عملکرد مناسب بین دمای 40- تا 70 درجه سلسیوس)
  • محدودیت شتاب (معمولا تا 10g شتاب قابل تحمل است)
  • محدودیت ضربه (بعضی محصولات تا 5000g ضربه را تحمل می کنند)
  • محدودیت اعمال فشار
عوامل فوق معمولا خواص فیزیکی دیافراگم را دگرگون می سازند و عملکرد آنها را مختل می نمایند.