De term MEMS staat voor micro-elektromechanische systemen. Dit zijn een aantal 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 1-100 micrometer componenten Deze apparaten kunnen verschillen van kleine constructies tot zeer moeilijke elektromechanische systemen met talrijke bewegende elementen onder de besturing van ingebouwde micro-elektronica. Meestal 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 de toepassingen ervan
Wat is een MEMS-sensor?
MEMS zijn goedkope en zeer nauwkeurige traagheidssensoren en deze worden gebruikt voor een uitgebreide reeks industriële toepassingen. Deze sensor maakt gebruik van een op chips gebaseerde technologie, namelijk micro-elektromechanisch systeem. Deze sensoren worden gebruikt om de externe stimulus zoals druk te detecteren en te meten, daarna reageert het 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 op een andere manier op een Si-substraat worden bevestigd. Daarna selectief gefixeerd om microscopisch kleine 3D-structuren achter te laten, zoals diafragma's, balken, hendels, veren en tandwielen.
mems-ic
De MEMS-fabricage vereist veel technieken die worden gebruikt om andere halfgeleidercircuits te construeren, zoals oxidatieproces, diffusieproces, ionenimplantatieproces, lagedrukproces voor chemische dampafzetting, sputteren, enz. Bovendien gebruiken deze sensoren een bepaald proces zoals micromachining.
Werkingsprincipe van de MEMS-sensor
Telkens wanneer de kanteling wordt toegepast op de MEMS-sensor, maakt een uitgebalanceerde massa een verschil binnen het elektrische potentieel. Dit kan worden gemeten als een verandering in capaciteit. Vervolgens 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, positieregeling, rol- en pitchmeting en platformnivellering.
Soorten MEMS
De gangbare soorten MEMS-sensoren die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn
- MEMS-versnellingsmeters
- MEMS-gyroscopen
- MEMS-druksensoren
- MEMS magnetische veldsensoren
MEMS-voordelen
De voordelen van MEMS-sensor zijn onder meer 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 sensor-subcomponenten zal binnen een bereik van 1 tot 100 micrometer liggen, evenals de grootte van het MEMS-apparaat zal het bereik van 20 micrometer tot een millimeter bepalen.
- Het stroomverbruik is erg laag.
- Eenvoudig in systemen te integreren of te wijzigen
- De thermische constante is klein
- Deze kunnen sterk in strijd zijn met schokken, straling en trillingen.
- Betere thermische ontwikkelingstolerantie
- Parallellisme
Toepassingen van MEMS
MEMS-sensoren worden gebruikt in verschillende domeinen, waaronder automobiel , consumenten-, industriële, militaire, biotechnologie, ruimteverkenning en commerciële doeleinden, waaronder inkjetprinters, versnellingsmeters in moderne auto's, consumentenelektronica, in 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 grootste nadeel van deze sensoren is dat de vervaardigingskosten voor elk onderdeel extreem laag zijn. Maar er is een enorme investering verbonden aan het ontwerpen, produceren en opvolgen van op MEMS gebaseerde producten. Bijgevolg is het niet waarschijnlijk dat ontwerpers componenten uitbreiden voor toepassingen met een laag volume. Hier is een vraag voor u, wat zijn de categorieën MEMS-apparaten?
