Termin MEMS oznacza systemy mikroelektromechaniczne. Jest to zestaw urządzeń, a charakteryzację tych urządzeń można przeprowadzić na podstawie ich niewielkich rozmiarów i trybu projektowania. Projektowanie tych czujników można wykonać za pomocą 1-100 mikrometrów składniki . Urządzenia te mogą różnić się od małych konstrukcji do bardzo trudnych układów elektromechanicznych z licznymi ruchomymi elementami pod kontrolą wbudowanej mikroelektroniki. Zazwyczaj czujniki te zawierają mechaniczne mikro-siłowniki, mikrostruktury, mikroelektronikę i mikroczujniki w jednym pakiecie. W tym artykule omówiono, czym jest czujnik MEMS, zasadę działania, zalety i jego zastosowania
Co to jest czujnik MEMS?
MEMS to niedrogie czujniki inercyjne o wysokiej dokładności, które służą do szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych. Ten czujnik wykorzystuje technologię opartą na chipie, a mianowicie system mikroelektromechaniczny. Te czujniki są używane do wykrywania i pomiaru zewnętrznego bodźca, takiego jak ciśnienie, po czym reaguje on na ciśnienie, które jest mierzone za pomocą pewnych działań mechanicznych. Najlepsze tego przykłady obejmują głównie obracanie się silnika w celu kompensacji zmiany ciśnienia.
Plik Produkcja MEMS IC można to zrobić za pomocą silikonu, przy czym niewielkie warstwy materiału są nakładane w inny sposób na podłoże Si. Następnie selektywnie naprawione, aby pozostawić mikroskopijne struktury 3D, takie jak membrany, belki, dźwignie, sprężyny i koła zębate.
mems-ic
Produkcja MEMS wymaga wielu technik, które są wykorzystywane do konstruowania innych obwodów półprzewodnikowych, takich jak proces utleniania, proces dyfuzji, proces implantacji jonów, proces chemicznego osadzania z fazy gazowej pod niskim ciśnieniem, rozpylanie itp. Ponadto czujniki te wykorzystują określony proces, taki jak mikroobróbka.
Zasada działania czujnika MEMS
Ilekroć nachylenie jest przykładane do czujnika MEMS, wówczas zrównoważona masa powoduje różnicę w potencjale elektrycznym. Można to zmierzyć jak zmianę pojemności. Następnie można zmienić ten sygnał, aby uzyskać stabilny sygnał wyjściowy w postaci cyfrowej, 4-20 mA lub VDC.
Czujniki te są doskonałym rozwiązaniem dla niektórych zastosowań, które nie wymagają maksymalnej dokładności, takich jak automatyka przemysłowa, kontrola położenia, pomiar przechyłu i nachylenia oraz poziomowanie platformy.
Rodzaje MEMS
Na rynku dostępne są popularne typy czujników MEMS
- Akcelerometry MEMS
- Żyroskopy MEMS
- Czujniki ciśnienia MEMS
- Czujniki pola magnetycznego MEMS
Zalety MEMS
Zalety czujnika MEMS są następujące.
- Produkcja MEMS jest produkcją półprzewodnikowych układów scalonych, podobnie jak niedrogi wynalazek masowy, spójność jest również kluczowa dla urządzeń MEMS.
- Rozmiar podzespołów czujnika będzie mieścić się w zakresie od 1 do 100 mikrometrów, a rozmiar urządzenia MEMS określi zakres od 20 mikrometrów do milimetra.
- Zużycie energii jest bardzo niskie.
- Proste do włączenia do systemów lub zmiany
- Stała termiczna jest niewielka
- Mogą one być wysoce przeciwne wstrząsom, promieniowaniu i wibracjom.
- Lepsza tolerancja na rozwój termiczny
- Równoległość
Zastosowania MEMS
Czujniki MEMS są używane w różnych dziedzinach, w tym automobilowy , konsumencki, przemysłowy, wojskowy, biotechnologiczny, eksploracja kosmosu i cele komercyjne, które obejmują drukarki atramentowe, akcelerometry w nowoczesnych samochodach, elektronikę użytkową, komputery osobiste itp.
Najlepsze przykłady urządzeń MEMS obejmują głównie optykę adaptacyjną, optyczne łączniki krzyżowe, poduszkę powietrzną akcelerometry , tablice lusterek do telewizorów i wyświetlaczy, sterowane mikrozwierciadła, urządzenia RF MEMS, urządzenia medyczne wielokrotnego użytku itp.
Tak więc to wszystko dotyczy Czujnik MEMS . Główną wadą tych czujników jest to, że koszt wykonania każdej części jest wyjątkowo niski. Jednak projektowanie, wytwarzanie i wdrażanie produktu opartego na MEMS wiąże się z ogromną inwestycją. W związku z tym projektanci nie są skłonni do rozbudowy komponentów do zastosowań o małej objętości. Oto pytanie do Ciebie, jakie są kategorie urządzeń MEMS?
