Типы и конструкции микроэлектромеханических систем. Сенсоры. Классификация сенсоров

Содержание

Слайд 2

2.Сенсоры. Классификация сенсоров. Классификация сенсоров: назначение, вид преобразования, условия эксплуатации. Характеристики

2.Сенсоры. Классификация сенсоров.
Классификация сенсоров: назначение, вид преобразования, условия эксплуатации.
Характеристики сенсоров:

диапазон измерения, чувствительность, точность, линейность, селективность.
Стандартизация и сертификация сенсоров.

Сенсоры – преобразователи внешнего физического воздействия в удобный для измерения сигнал;

Стандартизация и сертификация сенсоров.

Лекция 2

Слайд 3

2.Сенсоры. Классификация сенсоров. Микромеханические сенсоры. Механические конструкции: объемные, мембранные, балочные, струнные.


2.Сенсоры. Классификация сенсоров.
Микромеханические сенсоры. Механические конструкции: объемные, мембранные, балочные, струнные. Виды

преобразователей. Датчики на основе микромеханических преобразователей.
Слайд 4

Механические конструкции объемные мембранные балочные струнные.

Механические конструкции

объемные

мембранные

балочные

струнные.

Слайд 5

Виды преобразователей. Пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрики являются прямыми преобразователями механической энергии в

Виды преобразователей.

Пьезоэлектрические преобразователи.

Пьезоэлектрики являются прямыми преобразователями
механической энергии в электрическую.

Величина заряда, генерируемого

на поверхности пьезоэлектрического
кристалла, пропорциональна силе, приложенной, например, в направлении
оси x:

При емкости преобразователя С, напряжение определяется
выражением:

d11 пьезоэлектрический коэффициент вдоль оси

Слайд 6

Тензорезистивные преобразователи Виды преобразователей. Относительное изменение сопротивления проводника является линейной функцией

Тензорезистивные преобразователи

Виды преобразователей.

Относительное изменение сопротивления проводника является линейной функцией от деформации

е

Se – коэффициент тензочувствительности
для металлических проводников в пределах 2…6,
для полупроводников – 40…200.

Слайд 7

Виды преобразователей. емкость C изменяется прямо пропорционально площади электродов Sy и

Виды преобразователей.

емкость C изменяется прямо пропорционально площади
электродов Sy и обратно пропорционально

расстоянию между ними d:

Емкостные преобразователи.

Слайд 8

Датчики на основе микромеханических преобразователей Датчики давления Тензорезистивные

Датчики на основе микромеханических преобразователей

Датчики давления

Тензорезистивные

Слайд 9

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ Датчик промышленного стандарта Защитный гель Пластиковый корпус Автомобильный датчик

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Датчик промышленного стандарта

Защитный гель

Пластиковый корпус

Автомобильный датчик

Слайд 10

Автомобиль МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Автомобиль

МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Слайд 11

Датчики давления Датчики на основе микромеханических преобразователей Пьезоэлектрические

Датчики давления

Датчики на основе микромеханических преобразователей

Пьезоэлектрические

Слайд 12

Датчики на основе микромеханических преобразователей Датчики силы Тензорезистивные АСМ – атомно силовой микроскоп

Датчики на основе микромеханических преобразователей

Датчики силы

Тензорезистивные

АСМ – атомно силовой микроскоп

Слайд 13

Микротехнологии Микроэлектроника Параллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств Снижение сроков

Микротехнологии

Микроэлектроника

Параллельное (“групповое”) изготовление большего количества одинаковых устройств

Снижение сроков разработки и

стоимости производства

Однотипное и одновременное создание
сложных комплексных структур

Усложнение геометрической конфигурации не является ограничением и не ведет к удорожанию устройства

Низкая стоимость единичного изделия

Слайд 14

A Microfabricated Inertial Sensor MEMSIC (Andover, Mass.) Two-axis thermal-bubble accelerometer Technology:

A Microfabricated Inertial Sensor

MEMSIC
(Andover, Mass.)
Two-axis thermal-bubble accelerometer
Technology: standard
CMOS electronics with
post processing to

form
thermally isolated sensor
structures
Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Технологии поверхностной микромеханики Si-пластина Жертвенный слой -ФСС Защитный слой-нитрид кремния ФЛГ

Технологии поверхностной микромеханики

Si-пластина

Жертвенный слой -ФСС

Защитный слой-нитрид кремния

ФЛГ –окна для якорей

Нанесение Si-пк

ФЛГ

по Si-пк

Удаление жертвенного слоя

Осушка

Слайд 18

Технологии поверхностной микромеханики

Технологии поверхностной микромеханики

Слайд 19

Технологии объемной микромеханики

Технологии объемной микромеханики

Слайд 20

Слайд 21

Технологии объемной микромеханики

Технологии объемной микромеханики

Слайд 22

Технологии объемной микромеханики

Технологии объемной микромеханики