の効果を実験的に調べるために、小さな旋盤を作り、性能や効果を調べました。 写真1が世界最小のマイクロ旋盤です。寸法は長さ32mm、奥行き25mm、高さ30.5mmです。重量は
100gです。主軸を回すモータの定格動力は1.5Wで、乾電池４個（直流6V）で動きます。普通の旋盤と比 較すると、大きさ約1/50、重さ約1/5000、モータの動力は1/500以下になります。
写真の一番左が刃物台で、バイト（切削工具）を固定します。主軸に材料を固定し、１分間に１万回転 の速度で回転させます。そして、X-Y送り機構で切込みを与え、材料を削ります。小型化する上で特に工 夫した点は、X-Y送り機構です。ここには圧電素子（電圧を加えると伸び縮みする性質を持ったセラミック ス）を使用しています。
1. 微系统技术的含意和特点
试作一个比较: 生物或者超大规模集成电路是由大量 微小单元构成的复杂系统，它们都具有十分复杂和高级的 功能。而与它们相比，机械给人的印象则是粗大和功能单 一。下表给出了生物、集成电路和机械系统的相互比较。 从基本单元的尺寸来看，生物以分子作为单元在nm量级、 集成电路在um量级，而机械在mm量级。
3. 微加工和微机械电子系统，江刺正喜 藤田博之 五十岚
伊势美 和杉山进，培风馆，1992年。 4.Methodology for the modeling and simulation of microsystems, by Bartlomiej F. Romanowicz, Kluwer Academic Publishers, 1998
生物、集成电路和机械的比较
功能
生物 高级
集成电路 中等
机械 低
单元数(复杂程度) 多(极其复杂) 中(复杂)
少(简单)
材料 制造方法
形状 能量耗费
可靠性 其他
蛋白质
单晶硅
自组装
集成组装、(予组装) (串行加工、并行组装
立体
平面
小
小
自修复、冗长 无缺陷、容器内封装
自然物体/柔软
人造物体
(只有处理功能、设计
和检查量大)
金属等材料的组合
逐个依次组装 (平行加工、串行组装)
立体 大
低缺陷、润滑等 人造物体
机械之小、微、纳？
在微小尺寸范围，机械依其特征尺寸可以划 分 为 1-10mm 的 小 型 机 械 ， 1um-1mm 的 微 型 机 械 以及1nm-1um的纳米机械。所谓微型机械从广义 上来讲包含了微小型和纳米机械。
微系统是指形体虽小，但是具有高级功能的微小机 电光集成系统。 它通常包括传感器、驱动器和必要的
电子线路等要素，以及它们的混合集成系统。微系统在 国际上尚未有一个统一的名称。在美国这方面的研究是 在半导体集成电路工艺的基础上延伸和发展开来的，故 称为MEMS，这也是目前广泛使用的名称。在欧洲称为 Microsystem Technology 即“微系统技术”，这一称谓 更加强调系统的观点，即如何将多个微型化的传感器、 执行器和处理电路集成为一个智能化的有机整体。在精 密机械加工方面有传统优势的日本称为Micromachine， 即“微型机械系统”或者“微型机械”。
Systems (MEMS Workshop) 9． Digest of Technical Papers in International Conference on Solid State Sensors and Actuators (TRANSDUCERS) 10． Proceedings of the International Workshop on Microfactories 11． Proceedings of International Microprocesses and Nanotechnology Conference 12 传感技术学报 (教育部) 13 微纳电子技术 (信息产业部电子13所主办) 14 压电与声光 (信息产业部电子26所主办) １５ 微细加工技术（４８研究所） 16 光学精密工程 （精密机械学会） 17 纳米技术与精密工程（天津大学）
5．微机械与微细加工技术，苑伟政 马柄和，西北工业大
学出版社，2000年
有关的参考论文源：
1．Journal of Microelectromechanical Systems; 2． Sensors and Actuators 3． Journal of Micromechanics and Micrengineering 4． Applied Physics Letter 5． Journal of Vacuum Science and Technology B 6． Japanese Journal of Applied Physics 7． Review of Scientific Intruments 8． Proceedings of IEEE Annual International workshop on Micro Electro Mechanical
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
能量供给
信号传输 和处理单元
传感器
致动器
微系统
能量供给
输入信号
微传感元件 传输单元
输出信号
MEMS微传感器
2. 典型MEMS和微系统产品
微传感器： 微加速度传感器、微压力传感器等 （所占市场份额最大）
微齿轮 微马达 微光学器件 微制造系统
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図2 世界最小のマイクロ旋盤
【マイクロ旋盤】 旋盤は材料を回転させて様々な形状を削り出す生産機械です。マイクロファクトリ実現の可能性やそ
主要参考书：
1．Fundamentals of Microfabrication, by M. Madou, CRC Press, 1997. 2．Micromachined Transducers Sourcebook, by Gregory T. A. Kovacs, McGraw-Hill Press, 1998.
「微型加工系统」 制造微小部件所需要消耗的能量应该比制造大部件少才对。但是在现在的工
厂里，即使是制造用镊子才能拿起来的微小部件也要用像人一样大的机器。由于 这个原因，不仅加工系统本身搬运和安装需要很多能量，工厂整体消耗的动力也 和制造大部件一样多。