电场的精确测量，对于很多应用于都十分最重要，例如天气预报、工业设备的过程控制或者是高压电缆工作人员的安全性问题等。然而从技术角度来说，准确的电场测量并非易事。据麦姆斯咨询报导，一支来自维也纳技术大学（TUWien）的研究团队突破当前其它测量设备所使用的设计原理，研发了一款硅基MEMS电场测量传感器。

通过和克雷姆斯多瑙河大学（DanubeUniversityKrems）构建传感器系统研究院的合作，这款传感器的主要设计优势是它会阻碍正在测量的电场。该研究成果公开发表于近期出版发行的NatureElectronics杂志。MEMS电场传感器的测量原理“目前用作测量电场强度的设备具备一些明显的缺失，”TUWien传感器和执行器系统研究院的AndreasKainz说明称之为，“这些设备皆包括电荷部件。

在测量时，这些导电金属组件不会明显影响被测电场；如果设备必须短路以获取测量参考值，那么这种影响不会被更进一步缩放。”因此这种电场测量设备往往比较不过于简单，并且运输也较艰难。TUWien研发的这款MEMS传感器使用硅材料生产，并且基于非常简单的原理：一个微型弹簧，以及相同在该弹簧上用作测量微米量级移动的微型网格状硅结构。当硅结构正处于一个电场中时，在硅晶上不会产生一定的作用力，使弹簧再次发生严重的延伸或传输。

a.这款MEMS电场传感器的测量原理：一个质量块（m）覆置放一个弹性元件（刚性k）上，而弹性元件相同于一个导电的相同框架上。当置放电场（E）中时，静电感应不会在质量块上产生一个作用力（Fes）。质量块在这个作用力持续性产生一定的偏移（δx），再行利用光学原理对偏移展开测量；b.该器件的剖视图，展出了LED升空的光，可以穿越网格状硅结构和孔洞之间的间隙，感应到下方的光电二极管上，质量块的移动转变了不透光区域和孔洞之间的间隙，从而转变了LED升空光需要抵达光电探测器的入光量；c.这款MEMS电场传感器的3D视图；d.这款MEMS电场传感器的扫描电镜图质量块微小的偏移如何测量呢，研究人员设计了一种光学解决方案：在铰链网状硅结构的上方再行设置一层网状结构，上下两层网状结构的孔洞精准的排序，上层的开孔和下层的不透光区域准确对准，也就是说在下层网状硅结构没再次发生偏移时，LED光是无法击穿这两层硅结构的。

当传感器置放一个电场中时，下层网状硅结构在静电力起到下再次发生了偏移，使上下两层网状结构之间有了缝隙，LED光之后能从缝隙中穿越抵达下方的光电探测器上。通过测量入光量，利用适合的校准器件之后能计算出来出有这个电场的强度。原型器件的精确度令人振奋这款MEMS电场传感器无法测量电场的方向，但需要精确测量电场的强度，它可以测量从低频到低约1KHz的电场强度。

“利用我们的原型传感器，可以低可信地测量大于200伏特/米的弱电场，”AndreasKainz说道，“这意味著我们的系统早已与现有产品的性能非常，并且，我们的传感器更加小、更加非常简单。此外，这款MEMS传感器还有相当大的改良空间。其它的测量方法早已是成熟期的方案，我们的这款MEMS电场传感器才刚设计成型。未来，它认同还能改良的更佳。

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