Pojem MEMS znamená mikroelektromechanické systémy. Jedná sa o množinu zariadení a charakterizáciu týchto zariadení je možné vykonať pomocou ich malých rozmerov a režimu návrhu. Návrh týchto snímačov je možné vykonať pomocou 1-100 mikrometra komponenty . Tieto zariadenia sa môžu líšiť od malých štruktúr až po veľmi zložité elektromechanické systémy s mnohými pohyblivými prvkami pod kontrolou zabudovanej mikroelektroniky. Zvyčajne tieto senzory zahŕňajú mechanické mikroovládače, mikroštruktúry, mikroelektroniku a mikro senzory v jednom balení. Tento článok pojednáva o tom, čo je snímač MEMS, princíp práce, výhody a jeho aplikácie
Čo je to senzor MEMS?
MEMS sú lacné a vysoko presné inerciálne senzory, ktoré slúžia širokej škále priemyselných aplikácií. Tento snímač využíva čipovú technológiu, konkrétne mikroelektromechanický systém. Títo senzory sa používajú na zisťovanie a meranie vonkajšieho podnetu, ako je tlak, ktorý potom reaguje na tlak, ktorý je meraný pomocou niektorých mechanických účinkov. Medzi najlepšie príklady patrí hlavne otáčanie motora na kompenzáciu zmeny tlaku.
The Výroba MEMS IC sa dá urobiť pomocou kremíka, pričom sa mierne vrstvy materiálu položia inak pripevnené na Si substrát. Potom sa selektívne zafixuje a zanechá mikroskopické 3D štruktúry, ako sú membrány, lúče, páky, pružiny a ozubené kolesá.
mems-ic
Výroba MEMS vyžaduje veľa techník, ktoré sa používajú na konštrukciu ďalších polovodičových obvodov, ako je oxidačný proces, difúzny proces, proces iónovej implantácie, nízkotlakový proces chemického nanášania pár, rozprašovanie atď. Ďalej tieto snímače používajú konkrétny proces, ako je mikroobrábanie.
Princíp fungovania senzora MEMS
Kedykoľvek sa na snímač MEMS použije náklon, vyvážená hmota spôsobí zmenu v elektrickom potenciáli. Dá sa to merať ako zmena kapacity. Potom je možné tento signál zmeniť, aby sa vytvoril stabilný výstupný signál v digitálnom formáte, 4 - 20 mA alebo VDC.
Tieto snímače sú vynikajúcim riešením pre niektoré aplikácie, ktoré nevyžadujú maximálnu presnosť, ako je priemyselná automatizácia, riadenie polohy, meranie naklonenia a výšky tónu a vyrovnanie platformy.
Typy MEMS
Bežné typy senzorov MEMS sú dostupné na trhu
- Akcelerometre MEMS
- MEMS gyroskopy
- Senzory tlaku MEMS
- Senzory magnetického poľa MEMS
Výhody MEMS
Medzi výhody senzora MEMS patria nasledujúce.
- Výroba MEMS je polovodičová výroba integrovaných obvodov ako nízkonákladový hromadný vynález, konzistencia je tiež nevyhnutná pre zariadenia MEMS.
- Veľkosť čiastkových komponentov snímača bude v rozmedzí od 1 do 100 mikrometrov, rovnako ako veľkosť zariadenia MEMS bude určovať rozsah od 20 mikrometrov do milimetrov.
- Spotreba energie je veľmi nízka.
- Jednoduché začlenenie do systému alebo zmena
- Tepelná konštanta je malá
- Môžu byť veľmi odolné proti nárazom, žiareniu a vibráciám.
- Lepšia tolerancia tepelného vývoja
- Paralelizmus
Aplikácie MEMS
Senzory MEMS sa používajú v rôznych doménach, ktoré zahŕňajú automobilový priemysel , spotrebné, priemyselné, vojenské, biotechnológie, prieskum vesmíru a komerčné účely, ktoré zahŕňajú atramentové tlačiarne, akcelerometre v moderných automobiloch, spotrebnú elektroniku, osobné počítače atď.
Medzi najlepšie príklady zariadení MEMS patria hlavne adaptívna optika, optické krížové prepojenia, airbag akcelerometre , zrkadlové polia pre televízory a displeje, riaditeľné mikrozrkadlá, zariadenia RF MEMS, opakovane nepoužiteľné lekárske prístroje atď.
Toto je teda všetko o Senzor MEMS . Hlavnou nevýhodou týchto senzorov je, aj keď výrobné náklady na každú časť sú extrémne nízke. Pri navrhovaní, výrobe a úspechu produktu založeného na MEMS sú však spojené obrovské investície. Z toho vyplýva, že návrhári pravdepodobne nebudú rozširovať komponenty pre aplikácie s malým objemom. Tu je otázka, aké sú kategórie zariadení MEMS?
