Egoera kontrolatzeko MEMS azelerometroei buruz jakin behar duzuna

Sistema mikroelektromekanikoa (MEMS) azelerometroa darabilten egoera integratu oso errazak eta hedatzeko errazak merkatuan agertzen direnean, oinarrizko sentsorea agertzen da. Produktu ekonomiko hauek hedapenaren eta jabetzaren kostu orokorra murrizten laguntzen dute eta, prozesuan, egoerak kontrolatzeko programa baten etekina atera dezaketen instalazioen eta ekipoen unibertsoa zabaltzen laguntzen dute. Egoera solidoko MEMS azelerometroek atributu erakargarri ugari dituzte ondareko sentsore mekanikoekin alderatuta, baina zoritxarrez egoera kontrolatzeko erabilerak banda zabalera txikiko sentsoreen erabilera jasan dezaketen aplikazioetara mugatu da, hala nola, kostu baxuko estandar oinarritutako sentsore adimendunak. Oro har, zarata-errendimendua ez da nahikoa baxua 10 kHz-tik gorako maiztasun-tarte eta banda-zabalera altuetan zarata txikiagoa behar duten diagnostiko-aplikazioetarako. Zarata baxuko MEMS azelerometroak eskuragarri daude gaur egun, 10 µg / √Hz eta 100 µg / √Hz bitarteko zarata dentsitate mailekin, baina banda zabalera kHz batzuetara mugatuta daude. Honek ez du eten produktuen diseinatzaileei jarraipena egiteko, produktu berrien kontzeptuetan nahikoa ona den zarataren errendimendua duen MEMS erabiltzea eta arrazoi osoz. Egoera solidoko elektronikan eta erdi-eroaleak fabrikatzeko instalazioetan oinarritutako teknologia denez, MEMS-k hainbat abantaila erakargarri eta baliotsu eskaintzen dizkio egoera kontrolatzeko produktuen diseinatzaileari. Errendimendu faktorea alde batera utzita, hona hemen MEMS azelerometroak egoeraren kontrolaren arloan edonorentzat interesgarriak izan daitezen.       Kopuru 1. MEMS azelerometro inertzial baten eskaneatze-mikroskopio elektronikoaren (SEM) irudia. Polisiliziozko hatzak depresurizatutako barrunbe batean esekita daude mugimendua ahalbidetzeko eta azelerazioaren proportzionala den kapazitate elektrikoa ondoko seinaleen egokitzapen elektronikaren bidez neurtzen da. Has gaitezen tamaina eta pisuarekin. Aireko aplikazioetarako, hala nola osasuna eta erabilera kontrolatzeko sistemetan (HUMS), pisua oso garestia da, kiloko milaka dolarreko erregaien kostuak dituelarik. Plataforma batean normalean sentsore anitz egonez gero, pisu aurrezpena egin daiteke sentsore bakoitzaren pisua murriztu ahal bada. Gaur egun, errendimendu altuagoko MEMS gailu triaxialak 6 mm × 6 mm baino gutxiagoko aztarna duen gainazalean muntatutako pakete batean gramo bat baino gutxiago pisatu dezake. Tamaina txiki honek eta MEMS produktu askoren izaera oso integratuak diseinatzaileari azken paketearen tamaina txikiagotzea ahalbidetzen dio, pisua murriztuz. MEMS gailu tipikoen interfazea hornidura bakarra da, errazago kudeatzen da eta kableen kostua eta pisua aurrezten lagun dezakeen interfaze digital batera errazago ematen da. Egoera solidoko elektronikak transduktorearen tamainan eragina izan dezake. Zirkuitu inprimatuaren gainean (PCB) muntatutako eta makina batean muntatzeko eta kableatzeko egokia den etxebizitza hermetikoan txertatutako forma faktore triaxial txikiagoak pakete orokor txikiagoa ahalbidetzen lagun dezake, plataforman muntatzeko eta kokatzeko malgutasun handiagoa eskainiz. Gainera, gaur egungo MEMS gailuek tentsio bakarreko hornidura seinalea girotzeko elektronika kopuru handiak sar ditzakete, interfaze analogikoak edo digitalak oso potentzia baxukoak direnak bateriaz elikatutako hari gabeko produktuak gaitzen laguntzeko. Adibidez, ADXL355, bereizmen handiko eta egonkortasun handiko azelerometro triaxialak Σ-converter analogiko-digital bihurgailua (ADC) integratua du, 18 biteko bereizmen eraginkorra eta irteerako datuen abiadura 4 kSPS ditu, eta gutxiago kontsumitzen du. 65 µA ardatz bakoitzeko. Irteera analogiko zein digitaleko aldakuntzekin MEMS seinalea girotzeko zirkuituaren topologia ohikoa da eta transduktorearen diseinatzaileak aukerak irekitzen ditu sentsorea egoera askotarikoetara egokitzeko, industria-inguruneetan normalean eskuragarri dauden interfaze digitaletara igarotzea ahalbidetuz. Adibidez, RS-485 errezeptore txipak eskuragarri daude eta merkatu irekiko protokoloak, Modbus RTU esaterako, aldameneko mikrokontrolagailu batean kargatzeko erabilgarri daude. Transmisore konponbide osoa diseinatu eta ezarri daiteke aztarna txikiko aztarna muntatzeko txipekin, PCB eremu nahiko txikietan sar daitezkeenak, gero ezaugarri hermetikoak edo berez seguruak behar dituzten ingurumen sendotasun ziurtagiriak onartzen dituzten paketeetan txertatzeko. MEMS batek ingurumeneko aldaketetarako oso sendoa dela frogatu du. Gaur egungo gailuen belaunaldiaren shock-zehaztapenak 10,000 g-koak dira, baina, egia esan, askoz maila altuagoak onar ditzakete sentsibilitate-zehaztapenetan inolako eraginik gabe. Sentikortasuna proba automatikoen ekipoetan (ATE) moztu daiteke eta denboran eta tenperaturan 0.01 ° C-ra egonkor egon dadin diseinatu eta eraiki daiteke bereizmen handiko sentsorea lortzeko. Funtzionamendu orokorra, desplazamendu desplazamendu zehaztapenak barne, tenperatura tarte zabaletan bermatu daiteke, hala nola -40 ° C eta + 125 ° C. Substratu berean kanal guztiak dituen sentsore triaxial monolitiko baterako, ardatz gurutzatua% 1eko sentsibilitatea zehaztu ohi da. Azkenean, grabitatearen bektorea neurtzeko diseinatutako gailu gisa, MEMS azelerometroak dc erantzuna du, irteerako zarata dentsitatea dc-ra arte mantenduz, seinale elektronikoaren egokitzapenaren 1 / f izkinak soilik mugatzen du eta, diseinu zaindua izanik, 0.01 Hz-ra minimizatuta. Agian MEMS oinarritutako sentsoreen abantaila handienetako bat fabrikazioa handitzeko gaitasuna da. MEMS saltzaileek mugikor, tablet eta automobilgintzako aplikazioetarako bolumen handiak bidaltzen dituzte 1990az geroztik. MEMS sentsorearentzako eta seinalea girotzeko zirkuitu txiparentzako erdi-eroaleak fabrikatzeko instalazioetan bizi den fabrikazio gaitasun hau industria eta abiazio aplikazioetarako ere eskuragarri dago, kostu orokorra murrizten laguntzen du. Gainera, azken 25 urteetan automobilgintzako aplikazioetarako mila milioi sentsore baino gehiago bidalita, MEMS sentsore inertzialen fidagarritasuna eta kalitatea oso altua dela frogatu da. MEMS sentsoreek istripuen segurtasun sistema konplexuak ahalbidetu dituzte, istripuak edozein norabidetatik detektatu eta segurtasun-uhalaren tenkagailuak eta airbagak modu egokian aktibatu ditzaketenak okupatzaileak babesteko. Giroskopioak eta egonkortasun handiko azelerometroak ere funtsezko sentsoreak dira ibilgailuen segurtasun kontroletan. Gaur egungo automobilgintzako sistemek MEMS sentsore inertzialak asko erabiltzen dituzte kotxe seguruagoak eta hobeto maneiatzeko kostu txikian eta fidagarritasun bikainean. Gaur egun, MEMS teknologian sekulako interesa eta inbertsioa dago aplikazio askotarako. MEMS baten ezaugarri erakargarri ugariez gain, MEMS sentsore inertzialek beste material eta arkitektura batzuek pairatzen dituzten kalitate arazo asko arintzen laguntzen dute. MEMS sentsore inertzialak 25 urte baino gehiago daramatzate kontsumitzaile, hegazkin eta automobilgintza aplikazio zorrotzetan eta shock handiak eta ingurune zorrotzak jasan dituzte. Iritsi da momentua MEMS errendimendu handiagoa eskatzen duten aplikazioetan gehiago sartzeko, hala nola egoeraren monitorizazioa? Erabat espero da MEMSren errendimendua izugarri hobetzen jarraituko dela, egoera kontrolatzeko ekipoen diseinatzaileei aukera gehiago eskainiz eta sentsore adimendunen belaunaldi berria, haririk gabeko sentsoreak eta kostu baxuko bertikalki integratutako sistemak ahalbidetuz.

Utzi mezu bat 

Mezu zerrenda