MEMS-Sensorfunktion und ihre Anwendungen

Der Begriff MEMS steht für Mikro-Elektro-Mechanische Systeme. Dies ist eine Reihe von Geräten, und die Charakterisierung dieser Geräte kann durch ihre geringe Größe und den Designmodus erfolgen. Das Design dieser Sensoren kann mit den 1-100-Mikrometer-Komponenten erfolgen. Diese Geräte können sich von kleinen Strukturen bis hin zu sehr schwierigen elektromechanischen Systemen mit zahlreichen beweglichen Elementen unter der Kontrolle der eingebauten Mikroelektronik unterscheiden. Normalerweise umfassen diese Sensoren mechanische Mikroaktoren, Mikrostrukturen, Mikroelektronik und Mikrosensoren in einem Gehäuse. Dieser Artikel beschreibt, was ein MEMS-Sensor ist, das Funktionsprinzip, die Vorteile und seine Anwendungen

Was ist ein MEMS-Sensor?

MEMS sind kostengünstige und hochgenaue Trägheitssensoren, die für eine breite Palette industrieller Anwendungen verwendet werden. Dieser Sensor verwendet eine chipbasierte Technologie, nämlich ein mikroelektromechanisches System. Diese Sensoren werden verwendet, um den externen Reiz wie Druck zu erkennen und zu messen, danach reagiert er mit Hilfe einiger mechanischer Aktionen auf den Druck, der als Druck gemessen wird. Die besten Beispiele hierfür sind vor allem das Drehen eines Motors zum Ausgleich der Druckänderung.

Die MEMS-IC-Fertigung kann mit Silizium erfolgen, wobei leichte Materialschichten ansonsten fixiert auf ein Si-Substrat aufgebracht werden. Danach selektiv entfernt, um mikroskopische 3D-Strukturen wie Membranen, Balken, Hebel, Federn und Zahnräder zu hinterlassen.

Die MEMS-Herstellung erfordert viele Techniken, die zum Aufbau anderer Halbleiterschaltungen verwendet werden, wie Oxidationsverfahren, Diffusionsverfahren, Ionenimplantationsverfahren, chemische Niederdruck-Dampfabscheidungsverfahren, Sputtern usw. Darüber hinaus verwenden diese Sensoren einen bestimmten Prozess wie die Mikrobearbeitung.

Funktionsprinzip des MEMS-Sensors

Immer wenn die Neigung auf den MEMS-Sensor angewendet wird, dann macht eine ausgewogene Masse einen Unterschied innerhalb des elektrischen Potenzials. Dies kann wie eine Änderung der Kapazität gemessen werden. Dann kann dieses Signal geändert werden, um ein stabiles Ausgangssignal in digitaler Form, 4-20 mA oder VDC zu erzeugen.

Diese Sensoren sind gute Lösungen für einige Anwendungen, die nicht die maximale Genauigkeit erfordern, wie z. B. industrielle Automatisierung, Positionssteuerung, Roll- und Nickmessung und Plattformnivellierung.

Arten von MEMS

Die auf dem Markt gebräuchlichen Typen von MEMS-Sensoren sind

• MEMS-Beschleunigungsmesser
• MEMS-Gyroskope
• MEMS-Drucksensoren
• MEMS-Magnetfeldsensoren

MEMS-Vorteile

Zu den Vorteilen des MEMS-Sensors gehören die folgenden.

• Die Herstellung von MEMS ist die Herstellung von Halbleiter-ICs wie eine kostengünstige Massenerfindung, Konsistenz ist auch für MEMS-Bauelemente unerlässlich.
• Die Größe der Sensor-Subkomponenten wird im Bereich von 1 bis 100 Mikrometer liegen, ebenso wie die Größe des MEMS-Geräts einen Bereich von 20 Mikrometer bis Millimeter bestimmt.
• Der Stromverbrauch ist sehr gering.
• Einfach in Systeme zu integrieren oder zu ändern
• Die thermische Konstante ist klein
• Diese können Stöße, Strahlung und Vibrationen stark ablehnen.
• Bessere Wärmeentwicklungstoleranz
• Parallelismus

Anwendungen von MEMS

MEMS-Sensoren werden in verschiedenen Bereichen verwendet, darunter Automobil-, Verbraucher-, Industrie-, Militär-, Biotechnologie-, Weltraumforschung und kommerzielle Zwecke, einschließlich Tintenstrahldrucker, Beschleunigungsmesser in modernen Autos, Unterhaltungselektronik , in PCs usw.

Die besten Beispiele für MEMS-Geräte sind hauptsächlich adaptive Optik, optische Cross-Connects, Airbag-Beschleunigungsmesser, Spiegel-Arrays für Fernseher und Displays, steuerbare Mikrospiegel, HF-MEMS-Geräte, nicht wiederverwendbare medizinische Geräte , usw.

Hier dreht sich also alles um den MEMS-Sensor. Der Hauptnachteil dieser Sensoren besteht darin, dass die Herstellungskosten für jedes Teil extrem niedrig sind. Aber mit der Entwicklung, Herstellung und Nachfolge von MEMS-basierten Produkten sind enorme Investitionen verbunden. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass Konstrukteure Komponenten für Anwendungen mit geringem Volumen erweitern. Hier ist eine Frage an Sie:Welche Kategorien von MEMS-Geräten gibt es?