Pojam MEMS označava mikro-elektro-mehaničke sustave. To je skup uređaja, a karakterizacija tih uređaja može se izvršiti prema njihovoj maloj veličini i načinu dizajniranja. Dizajn ovih senzora može se izvesti s 1 - 100 mikrometara komponente . Ovi se uređaji mogu razlikovati od malih struktura do vrlo teških elektromehaničkih sustava s brojnim pokretnim elementima ispod kontrole ugrađene mikroelektronike. Ti senzori obično uključuju mehaničke mikro-aktuatore, mikro-strukture, mikro-elektroniku i mikro-senzore u jednom paketu. Ovaj članak govori o MEMS senzoru, principu rada, prednostima i aplikacijama
Što je MEMS senzor?
MEMS su jeftini inercijski senzori visoke preciznosti i koriste se za široki spektar industrijske primjene. Ovaj senzor koristi tehnologiju zasnovanu na čipu, naime mikro-elektro-mehanički sustav. Ovi senzori koriste se za otkrivanje i mjerenje vanjskog podražaja poput tlaka, nakon čega reagira na tlak koji se mjeri tlakom uz pomoć nekih mehaničkih radnji. Najbolji primjeri toga uglavnom uključuju okretanje motora za kompenzaciju promjene tlaka.
The Izrada MEMS IC može se izvesti sa silicijem, pri čemu se neznatni slojevi materijala inače postavljaju na Si podlogu. Nakon toga selektivno se fiksira kako bi se ostavile mikroskopske 3D strukture poput dijafragmi, greda, poluga, opruga i zupčanika.
mems-ic
Za izradu MEMS-a potrebne su mnoge tehnike koje se koriste za izgradnju drugih poluvodičkih krugova poput procesa oksidacije, postupka difuzije, postupka implantacije iona, niskotlačnog kemijskog taloženja, raspršivanja itd. Osim toga, ovi senzori koriste određeni postupak poput mikroobradbe.
Načelo rada senzora MEMS
Kad god se nagib primijeni na MEMS osjetnik, uravnotežena masa čini razliku unutar električnog potencijala. To se može mjeriti poput promjene unutar kapacitivnosti. Tada se taj signal može mijenjati kako bi se stvorio stabilan izlazni signal u digitalnom, 4-20mA ili VDC.
Ovi su senzori fino rješenje za neke primjene koje ne zahtijevaju maksimalnu točnost poput industrijske automatizacije, kontrole položaja, mjerenja kotrljanja i nagiba te izravnavanja platforme.
Vrste MEMS-a
Uobičajene vrste MEMS senzora dostupne su na tržištu
- MEMS akcelerometri
- MEMS žiroskopi
- MEMS senzori tlaka
- MEMS senzori magnetskog polja
Prednosti MEMS-a
Prednosti MEMS senzora uključuju sljedeće.
- Proizvodnja MEMS-a je proizvodnja poluvodičkih IC-a poput jeftinog izuma mase, dosljednost je također bitna za MEMS uređaje.
- Veličina potkomponenata senzora bit će unutar raspona od 1 do 100 mikrometara, kao i veličina uređaja MEMS odredit će raspon od 20 mikro metara do milimetra.
- Potrošnja energije je vrlo mala.
- Jednostavno za ugradnju u sustave ili promjenu
- Toplinska konstanta je mala
- Oni se mogu izrazito suprotstaviti šoku, zračenju i vibracijama.
- Bolja tolerancija toplinskog razvoja
- Paralelizam
Primjene MEMS-a
MEMS senzori koriste se u različitim domenama koje uključuju automobilski , potrošačke, industrijske, vojne, biotehnologije, istraživanje svemira i komercijalne svrhe koje uključuju inkjet pisače, akcelerometre u modernim automobilima, potrošačku elektroniku, u osobnim računalima itd.
Najbolji primjeri MEMS uređaja uglavnom uključuju adaptivnu optiku, optičke unakrsne veze, zračni jastuk akcelerometri , zrcalni nizovi za televizore i zaslone, upravljiva mikro ogledala, RF MEMS uređaji, medicinski uređaji koji se ne mogu ponovno koristiti itd.
Dakle, ovdje se radi o MEMS senzor . Glavni nedostatak ovih senzora je, iako su troškovi izrade svakog dijela izuzetno niski. No, postoji veliko ulaganje povezano s dizajniranjem, proizvodnjom i nasljeđivanjem proizvoda temeljenog na MEMS-u. Slijedom toga, dizajneri vjerojatno neće proširiti komponente za male količine aplikacija. Evo pitanja za vas, koje su kategorije MEMS uređaja?
