🗊Презентация МЭМС и НЭМС датчики

Наномеханика Nanomechanics of materials and systems Lecture 13 MEMS and NEMS sensors МЭМС и НЭМС датчики

Дизайн МЭМС и НЭМС Design of MEMS&NEMS Принцип работы Набор элементов системы пассивные датчики актуаторы (приводы) Анализ, расчет, моделирование предельно достижимые параметры погрешности и шумы предельные эксплуатационные параметры Разработка технологии последовательность этапов технологии оборудование и материалы себестоимость производства Разработка отдельных этапов определение режимов технологических процессов совместимость различных этапов

Датчики в различных устройствах МЭМС/НЭМС MEMS&NEMS sensor applications

Термоэлектрический датчик Thermoelectric sensor

Датчик на основе pn-перехода P-N junction temperature sensor

Терморезистивный датчик Thermistor Большой терморезистивный коэффициент (0.2-0.3 %/K) Large temperature coefficient of resistance Малая теплоемкость Small thermal capacitance Низкий шум (limit is thermal and 1/f noise) Low thermal noise Малая инерционность Small thermal inertia Малая теплопроводность (the theoretical lowest limit is 10-9 W/K due to radiative heat loss) Small thermal conductivity

Физические свойства некоторых материалов НЭМС Physical properties of some NEMS materials

Инфракрасные датчики и массивы датчиков Infrared sensors and their arrays

Датчик газового потока Gas flow sensor

Датчик СО - Carbon monoxide sensor

Пьезорезистивный датчик Piezoresistors

Пьезорезистивный датчик давления Piezoresistive pressure sensor

Последовательность производства датчика давления Technological stages of pressure sensor

Миниатюрный абсолютный пьезорезистивный датчик давления. Absolute pressure sensor.

Датчик давления Pressure sensor

Датчик кровяного давления Blood pressure sensor

Высокотемпературный датчик давления High-temperature pressure sensor

Пьезоэлектрический элемент (датчик или привод) Piezoelectric element (sensor or actuator)

Пьезоэлектрические коэффициенты различных материалов Piezoelectric coefficients

Датчики ускорения Acceleration sensor

Требования к датчикам ускорения Requirements to acceleration sensors Accelerometers for airbag crash sensing are rated for a full range of ±50G and a bandwidth of about one kilohertz. Devices for measuring engine knock or vibration have a range of about 1G, but must resolve small accelerations (<100 μG) over a large bandwidth (>10 kHz). Modern cardiac pacemakers monitor the level of human activity, and correspondingly adjust the stimulation frequency. The ratings on such sensors are ±2G and a bandwidth of less than 50 Hz, but they require extremely low power consumption. Accelerometers for military applications can exceed a rating of 1,000G. Cross-axis rejection ratios in excess of 40 dB are always desirable. Shock immunity is defined in terms of a peculiar but more practical test involving dropping the device from a height of one meter over concrete - a dynamic peak of 10,000G with excitation of various resonant modes that may cause catastrophic failure.

Базовая структура датчика ускорения Base structure of acceleration sensor

Пьезорезистивный датчик ускорения Piezoresistive acceleration sensor

Емкостной датчик Capacitor sensor

Емкостной датчик ускорения. Capacitive accelerometer.

Емкостной датчик ускорения – последовательность производства Production of capacitive accelerometer

Емкостной датчик ускорения. Capacitive accelerometer.

Емкостной датчик ускорения, произведенный с помощью DRIE. Capacitive accelerometer using DRIE.

Сравнение пьезорезистивного, емкостного и электромагнитного методов измерения Comparison of different sensing

To be continued

Домашнее задание