Mõiste MEMS tähistab mikroelektromehaanilisi süsteeme. Need on seadmete komplekt ja neid saab iseloomustada nende väikese suuruse ja kujundusrežiimi järgi. Nende andurite projekteerimist saab teha 1–100 mikromeetriga komponendid . Need seadmed võivad erineda väikestest konstruktsioonidest kuni väga raskete elektromehaaniliste süsteemideni, mille integreeritud mikroelektroonika juhtimise all on palju liikuvaid elemente. Tavaliselt sisaldavad need andurid ühes pakendis mehaanilisi mikrotäitureid, mikrostruktuure, mikroelektroonikat ja mikroandureid. Selles artiklis arutletakse, mis on MEMS-andur, tööpõhimõte, eelised ja selle rakendused
Mis on MEMS-andur?
MEMS on odavad ja suure täpsusega inertsiaalsed andurid ning neid kasutatakse laia valiku tööstuslikes rakendustes. See andur kasutab kiibipõhist tehnoloogiat, nimelt mikroelektromehaanilist süsteemi. Need andurid neid kasutatakse nii välise stiimuli nagu rõhu tuvastamiseks kui ka mõõtmiseks, seejärel reageerib see rõhule, mida mõõdetakse rõhul mõne mehaanilise tegevuse abil. Selle parimad näited hõlmavad peamiselt mootori pöörlemist rõhumuutuse kompenseerimiseks.
The MEMS IC valmistamine saab teha räni abil, kusjuures kerged materjalikihid asetatakse muidu Si substraadile. Pärast seda fikseeriti selektiivselt, et jätta mikroskoopilised 3D-struktuurid nagu membraanid, talad, kangid, vedrud ja hammasrattad.
mems-ic
MEMS-i tootmine vajab paljusid tehnikaid, mida kasutatakse muude pooljuhtahelate konstrueerimiseks, näiteks oksüdatsiooniprotsess, difusiooniprotsess, ioonide implanteerimisprotsess, madalrõhu keemilise auru sadestamise protsess, pritsimine jne. Lisaks kasutavad need andurid konkreetset protsessi nagu mikrotöötlus.
MEMS-anduri tööpõhimõte
Alati, kui MEMS-andurile kallutatakse, muudab tasakaalustatud mass elektrilise potentsiaali piires erinevaks. Seda saab mõõta nagu mahtuvuse muutust. Seejärel saab seda signaali muuta, et luua stabiilne väljundsignaal digitaalses, 4-20mA või VDC.
Need andurid on suurepärased lahendused mõnele rakendusele, mis ei nõua maksimaalset täpsust, näiteks tööstusautomaatika, positsiooni reguleerimine, veeremi ja pigi mõõtmine ning platvormi nivelleerimine.
MEMS-i tüübid
MEMS-andurite levinumad tüübid on turul kättesaadavad
- MEMS-kiirendusmõõturid
- MEMS-güroskoobid
- MEMS rõhuandurid
- MEMS magnetvälja andurid
MEMSi eelised
MEMS-anduri eelised hõlmavad järgmist.
- MEMS-i tootmine on pooljuht-mikroprotsessorite tootmine nagu odava massi leiutamine, ühtlus on oluline ka MEMS-seadmete jaoks.
- Anduri alamkomponentide suurus jääb vahemikku 1 kuni 100 mikromeetrit, samuti määrab MEMS-seadme suurus 20 mikromeetrist millimeetri vahemikku.
- Elektritarbimine on väga väike.
- Lihtne süsteemidesse lisada või muuta
- Termiline konstant on väike
- Need võivad olla väga vastupidised šokkidele, kiirgusele ja vibratsioonile.
- Parem termilise arengu taluvus
- Paralleelsus
MEMSi rakendused
MEMS-andureid kasutatakse erinevates domeenides, sealhulgas autotööstus , tarbe-, tööstus-, sõjaväe-, biotehnoloogia-, kosmoseuuringute ja kaubanduslikel eesmärkidel, mis hõlmavad tindiprintereid, kiirendusmõõtureid kaasaegsetes autodes, olmeelektroonikat, personaalarvutites jne.
Parimate MEMS-seadmete näidete hulka kuuluvad peamiselt adaptiivne optika, optilised ristühendused, turvapadi kiirendusmõõturid , telerite ja ekraanide peeglimassiivid, juhitavad mikropeeglid, RF MEMS-seadmed, korduvkasutamata meditsiiniseadmed jne.
Seega on see kõik MEMS-andur . Nende andurite peamine puudus on, ehkki iga osa valmistamiskulud on äärmiselt madalad. Kuid MEMS-põhise toote kujundamisel, valmistamisel ja järgimisel on seotud tohutu investeering. Sellest tulenevalt ei laienda disainerid tõenäoliselt väikese mahuga rakenduste komponente. Siin on teile küsimus, millised on MEMS-seadmete kategooriad?
