Акселерометри
1.Масове виробництво сенсорів в основному базується на кремнієвій основі
2.Посідають 2-е місце по продажу поступаючись тільки сенсорам тиску.
3.В основному застосовується в автомобільній, повітряній і космічній індустріях, в біомедичній промисловості, в побутовій техніці, робототехніка, машинний і вібраційний моніторинг,
системи навігації і т.п.
4.Більшість сучасних акселерометрів складаються з пробної або сейсмічної маси, підтримуваною підвішуючою рамкою.
5.Під впливом акселерація, робоча маса генерує силу => деформація або сейсмічне зміщення в підвішеному елементі.
6.Способи вимірювання сили поділяються залежно від його способі та вартості.
Ємнісні акселерометри
1. Один із двох електродів є підвішена робоча маса, яка відхилюється від закріпленого електрода під час прискорення.
2.Конденсатор використовується в ємкісному мості для перетворення деформації, що відбулась у відповідні показники вольтажу (напруги)
3.Немає залежності від температури
Ємнісні акселерометри
Виробництво:
1.Кремнієва підложка витравлюється на зворотній стороні (або на двох сторонах) для формування відтиску робочої маси та суспензії.
2.Внутрішня структура мікрообробки акселерометрів - це зазвичай декілька міліметрів з обох боків – анодний зв'язок може використовуватися
для формування фіксованих електродів і забезпечує утримання в межах робочого діапазону.
3.Поверхнева мікрообробка сенсорів низького тиску хімічним методом витравлюється вакуумно (LPCVD), або наноситься гальванічне покриття для визначення непроникної маси і його підвішування на зворотній стороні кремнієвої підложки.
Ємкісні акселерометри Виробництво (продовження)
1.Збиткова розмірність покриття, зазвичай це оксид LPCVD, видаляється після того як структурна полімерна плівка депонує для викиду структуру
зпідложки – жоден анодний зв'язок не потрібен
2.Сенсори мають декілька сотень мікрон з обох боків,
зтовщиною механічних і розпіркових шарів
визначених кількістю депонувань цих шарів
3.Робота пристрою критично залежить від одноманітності
імеханічних властивостей депонуючих шарів
4.Електроніка інтерфейсу часто інтегрується на тій же мікросхемі.
П’єзорезистивні акселерометри
1.Змочування маслом....
2.Перша мікрообробка і одне із перших поставлень на комерційну основу µакселерометрів - були п’єзорезистивні.
3.Головні переваги: простота структури і процес виробництва добре впливають на їх схематичний рівень.
4.Недоліки: висока чутливість до тепла, маленька загальна чутливість (порівняно з їхніми ємкісними аналогами)
5.Об’ємна мікрообробка
і тонке з’єднання виробництва може бути дуже подібне до ємкісних сенсорів.
П’єзорезистивні акселерометри
Акселерометри врівноваженої сили
|
|
7. Виробництво чутливого |
1. |
Підвішена робоча маса |
елементу таке ж як і незамкнутої |
деформується (відхилюється) в |
системи акселерометрів. |
|
наслідок прискорення. |
8. Контроль зворотного зв'язку |
|
2. |
Сигнал посилається і |
вимагає |
повертається назад для |
високотехнологічної електроніки. |
|
врівноваження деформації |
9. Зростання вартості |
|
(зміщення) |
зменшується при інтегруванні |
|
3. |
Структура фактично |
такої ж електроніки разом з |
стаціонарна. |
чутливим елементом на одній і |
|
4. |
Хороший динамічний діапазон |
тій же платформі (схемі) |
ультра чутливості |
10. Аналогові пристрої: 2.5 x 2.5 |
|
5. |
Спільне застосування в |
міліметри |
системах навігацій |
(з індикаторною електронікою) |
|
6. |
Ємкісна чутливість. |
|
Тунельні пристрої (акселерометри)
1. Використовується висока чутливість для тунелювання електронів.
2.Використовуються як чутливі акустичні сенсори.
3.Робоча маса зміщується за рахунок акселерації, на виході схеми фіксується зміна наявного значення
відносно нульового (визначеного), коректуючи по нижньому відхиленню вольтажу ці зміни для того, щоб перемістити робочу масу назад до її нульового положення, підтримуючи тунелювання до нульової константи.
4.Акселерація вимірюється читаючи нижнє відхилення напруги.
5.Перше впровадження Jet Propulsion Laboratory (Лабораторією Реактивного Руху), штат Pasadena.
Інші види акселерометрів
1. Теплові пристрої
а) термічна трансдукція
–температурний потік направлений від теплового пристрою до тепловідводу і є обернено пропорційний до його сепарації.
–зміна дистанції між тепловим пристроєм і тепловідвідом є
виміряна.
б) вільна конвекція теплообміну
–теплорозподіл бульбашок гарячого повітря змінюється при наявності акселерації.
–відчутній тепловий контур
2.Резонуючі пристрої
3.Оптичні
4.Електромагнітні
5.П'єзоелектричні
Акселерометри
Деякі майбутні тенденції:
1.Зменшення вартості
2.Тривала стабільність
3.Краща температурна чутливість
4.Поліпшене застосування і виробництво
5.Інтерфейс схеми з малим дрейфом виходу/регулювання має високу чутливість, низький рівень перешкод і великий динамічний діапазон.
Механічні µ-сенсори
Деякий µсенсорні виробники:
Lucas Nova Sensor VTI Hamlin
Analog Devices Triton Technologies EG&G
Delco
CSEM
TEMIC (Daimler-Benz) Bosch
Motorola
Honeywell
Sensonor