Izraz MEMS pomeni mikroelektromehanski sistem. To je nabor naprav, ki jih je mogoče karakterizirati glede na njihovo majhnost in način oblikovanja. Načrtovanje teh senzorjev lahko izvedemo z 1 - 100-mikrometrom sestavnih delov . Te naprave se lahko razlikujejo od majhnih struktur do zelo zahtevnih elektromehanskih sistemov s številnimi gibljivimi elementi pod nadzorom vgrajene mikroelektronike. Ti senzorji običajno vključujejo mehanske mikropogonje, mikrostrukture, mikroelektroniko in mikrosenzorje v enem paketu. Ta članek obravnava, kaj je senzor MEMS, načelo delovanja, prednosti in aplikacije
Kaj je senzor MEMS?
MEMS so poceni in visoko natančni inercijski senzorji, ki se uporabljajo za široko paleto industrijskih aplikacij. Ta senzor uporablja tehnologijo, ki temelji na čipu, in sicer mikro-elektro-mehanski sistem. Te senzorji se uporabljajo za odkrivanje in merjenje zunanjega dražljaja, kot je tlak, nato pa se odzove na tlak, ki se izmeri s pomočjo nekaterih mehanskih ukrepov. Najboljši primeri tega so predvsem vrtenje motorja za kompenzacijo spremembe tlaka.
The Izdelava IC MEMS lahko s silicijem, pri čemer so rahle plasti materiala drugače pritrjene na Si podlago. Po tem selektivno pritrjeni, da ostanejo mikroskopske 3D strukture, kot so diafragme, nosilci, vzvodi, vzmeti in zobniki.
mems-ic
Za izdelavo MEMS so potrebne številne tehnike, ki se uporabljajo za izdelavo drugih polprevodniških vezij, kot so oksidacijski postopek, postopek difuzije, postopek implantacije ionov, postopek nanašanja kemičnih hlapov pod nizkim tlakom, brizganje itd. Poleg tega ti senzorji uporabljajo poseben postopek, kot je mikroobdelava.
Načelo delovanja senzorja MEMS
Kadar koli se nagib pritisne na senzor MEMS, uravnotežena masa spremeni električni potencial. To lahko izmerimo kot spremembo znotraj kapacitivnosti. Nato lahko ta signal spremenite, da ustvarite stabilen izhodni signal v digitalnem, 4-20mA ali VDC.
Ti senzorji so odlična rešitev za nekatere aplikacije, ki ne zahtevajo največje natančnosti, kot so industrijska avtomatizacija, nadzor položaja, merjenje nagiba in naklona ter izravnavanje platforme.
Vrste MEMS
Običajne vrste senzorjev MEMS so na voljo na trgu
- Merilniki pospeška MEMS
- Žiroskopi MEMS
- Tlačni senzorji MEMS
- Senzorji magnetnega polja MEMS
Prednosti MEMS
Prednosti senzorja MEMS vključujejo naslednje.
- Proizvodnja MEMS je proizvodnja polprevodniških IC, kot je poceni masovni izum, doslednost je bistvenega pomena tudi za naprave MEMS.
- Velikost podkomponent senzorja bo v območju od 1 do 100 mikrometrov, velikost naprave MEMS pa bo določila 20 mikrometrov do milimetra.
- Poraba energije je zelo nizka.
- Preprosto vgraditi v sisteme ali spremeniti
- Toplotna konstanta je majhna
- Tem lahko močno nasprotujemo udarcem, sevanju in vibracijam.
- Boljša toleranca toplotnega razvoja
- Vzporednost
Aplikacije MEMS
Senzorji MEMS se uporabljajo na različnih področjih, ki vključujejo avtomobilski , potrošniške, industrijske, vojaške, biotehnologije, raziskovanje vesolja in komercialne namene, ki vključujejo brizgalne tiskalnike, merilnike pospeška v sodobnih avtomobilih, potrošniško elektroniko, v osebnih računalnikih itd.
Najboljši primeri naprav MEMS vključujejo predvsem prilagodljivo optiko, optične križne povezave, zračno blazino merilniki pospeška , matrični zrcali za televizorje in prikazovalnike, krmilna mikromotla, RF MEMS naprave, medicinski pripomočki, ki jih ni mogoče ponovno uporabiti itd.
Tu gre torej za Senzor MEMS . Glavna pomanjkljivost teh senzorjev je, čeprav so stroški izdelave posameznih delov izredno nizki. Toda med načrtovanjem, izdelavo in nasledstvom izdelkov, ki temeljijo na MEMS, so povezane velike naložbe. Zato oblikovalci verjetno ne bodo razširili komponent za aplikacije z majhno količino. Tukaj je vprašanje za vas, kakšne so kategorije naprav MEMS?
