随着微机电系统（MEMS）技术的日渐成熟，基于体硅工艺加工的惯性传感芯片可以达到甚至超越基于传统机械加工的惯性仪表的精度，利用MEMS技术实现地球物理勘探等领域应用所需的高精度仪器成为可能。2009年荷兰屯特大学公布了一款在77K低温下理论噪声水平为0.12E·(Hz)^-1/2的可用于行星探测的MEMS差分加速度计式重力梯度仪（图1）。2016年英国帝国理工学院公布了一款在常温下理论噪声水平为10E·(Hz)^-1/2的MEMS扭力平衡式重力梯度仪（图2），可以承受地球重力加速度用于航空重力梯度测量。

图1 MEMS差分加速度计式重力梯度仪示意图

图2 扭力平衡式重力梯度仪

MEMS重力梯度仪通常包含惯性敏感机构、电容位移传感器和差分电容传感电路。差分加速度计式的惯性敏感机构由两个相同的硅基弹簧-质量块系统沿重力方向空间分布，可以感知空间两点不同的重力加速度并转化为各自质量块的位移量。扭力平衡式的敏感机构由两个相连且沿重力方向空间分布的相同质量块和扭转弹簧构成，空间两点不同的重力加速度施加到成对质量块上形成扭转力矩并产生角位移。电容位移传感器将位移转化为电容变化，再通过差分电容传感电路转化成电压输出，从而测量重力梯度垂直分量。根据不同的工作原理，可将微机电重力梯度仪分为差分加速度计式和扭力平衡式。

主要用于地球物理勘探以及空间探测领域，如油气勘探、地质调查、行星重力探测等。具有重量轻、体积小、功耗低等特点，可有效减小载荷，便于开展航空机载和空间星载重力梯度测量。