MEMS-sensorwerking en zijn toepassingen

De term MEMS staat voor micro-elektromechanische systemen. Dit zijn een reeks apparaten en de karakterisering van deze apparaten kan worden gedaan door hun kleine formaat en de ontwerpmodus. Het ontwerpen van deze sensoren kan worden gedaan met de componenten van 1-100 micrometer. Deze apparaten kunnen verschillen van kleine constructies tot zeer moeilijke elektromechanische systemen met talrijke bewegende elementen onder controle van ingebouwde micro-elektronica. Gewoonlijk bevatten deze sensoren mechanische micro-actuatoren, microstructuren, micro-elektronica en microsensoren in één pakket. Dit artikel bespreekt wat een MEMS-sensor is, het werkingsprincipe, de voordelen en zijn toepassingen

Wat is een MEMS-sensor?

MEMS zijn goedkope traagheidssensoren met een hoge nauwkeurigheid en worden gebruikt voor een uitgebreid scala aan industriële toepassingen. Deze sensor maakt gebruik van een op chips gebaseerde technologie, namelijk een micro-elektromechanisch systeem. Deze sensoren worden gebruikt om de externe stimulus zoals druk te detecteren en te meten, waarna deze reageert op de druk die wordt gemeten met behulp van enkele mechanische acties. De beste voorbeelden hiervan zijn vooral het draaien van een motor om de drukverandering te compenseren.

De MEMS IC-fabricage kan worden gedaan met silicium, waarbij lichte materiaallagen worden geplaatst die anders op een Si-substraat worden bevestigd. Daarna selectief gefixeerd om microscopisch kleine 3D-structuren zoals diafragma's, balken, hendels, veren en tandwielen achter te laten.

De MEMS-fabricage heeft veel technieken nodig die worden gebruikt om andere halfgeleidercircuits te construeren, zoals oxidatieproces, diffusieproces, ionenimplantatieproces, lagedruk chemisch dampafzettingsproces, sputteren, enz. Bovendien gebruiken deze sensoren een bepaald proces zoals microbewerking.

Mems-sensor werkingsprincipe

Telkens wanneer de kanteling wordt toegepast op de MEMS-sensor, maakt een gebalanceerde massa een verschil binnen de elektrische potentiaal. Dit kan worden gemeten als een verandering in de capaciteit. Dan kan dat signaal worden gewijzigd om een ​​stabiel uitgangssignaal te creëren in digitaal, 4-20mA of VDC.

Deze sensoren zijn prima oplossingen voor sommige toepassingen die niet de maximale nauwkeurigheid vereisen, zoals industriële automatisering, positiecontrole, rol- en hellingmeting en platformnivellering.

Soorten MEMS

De gangbare typen MEMS-sensoren die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn

• MEMS-versnellingsmeters
• MEMS-gyroscopen
• MEMS-druksensoren
• MEMS magnetische veldsensoren

MEMS-voordelen

De voordelen van de MEMS-sensor omvatten de volgende.

• De fabricage van MEMS is de fabricage van halfgeleider-IC's, zoals een goedkope massa-uitvinding, consistentie is ook essentieel voor MEMS-apparaten.
• De grootte van de sensorsubcomponenten zal binnen een bereik van 1 tot 100 micrometer liggen en de grootte van het MEMS-apparaat bepaalt het bereik van 20 micrometer tot een millimeter.
• Het stroomverbruik is erg laag.
• Eenvoudig op te nemen in systemen of te wijzigen
• De thermische constante is klein
• Deze kunnen sterk in strijd zijn met schokken, straling en trillingen.
• Betere tolerantie voor thermische ontwikkeling
• Parallisme

Toepassingen van MEMS

MEMS-sensoren worden gebruikt in verschillende domeinen, waaronder auto-, consumenten-, industriële, militaire, biotechnologie, ruimteverkenning en commerciële doeleinden, waaronder inkjetprinters, versnellingsmeters in moderne auto's, consumentenelektronica , op pc's, enz.

De beste voorbeelden van MEMS-apparaten zijn voornamelijk adaptieve optica, optische kruisverbindingen, airbag-versnellingsmeters, spiegelarrays voor tv's en schermen, bestuurbare microspiegels, RF MEMS-apparaten, niet-herbruikbare medische apparaten , enz.

Dit gaat dus allemaal over de MEMS-sensor. Het belangrijkste nadeel van deze sensoren is dat de fabricagekosten voor elk onderdeel extreem laag zijn. Maar er is een enorme investering aan verbonden bij het ontwerpen, produceren en opvolgen van op MEMS gebaseerde producten. Dientengevolge zullen ontwerpers waarschijnlijk geen componenten uitbreiden voor toepassingen met een laag volume. Hier is een vraag voor u, wat zijn de categorieën MEMS-apparaten?