Thuật ngữ MEMS là viết tắt của các hệ thống cơ điện tử vi mô. Đây là một tập hợp các thiết bị và việc mô tả đặc điểm của các thiết bị này có thể được thực hiện bằng kích thước nhỏ bé và chế độ thiết kế của chúng. Việc thiết kế các cảm biến này có thể được thực hiện với 1 100 micromet các thành phần . Các thiết bị này có thể khác với các cấu trúc nhỏ đến các hệ thống cơ điện rất khó với nhiều phần tử chuyển động nằm dưới sự điều khiển của các vi điện tử tích hợp. Thông thường, những cảm biến này bao gồm bộ truyền động vi mô cơ học, vi cấu trúc, vi điện tử và vi cảm biến trong một gói. Bài viết này thảo luận về cảm biến MEMS là gì, nguyên lý hoạt động, ưu điểm và ứng dụng của nó
Cảm biến MEMS là gì?
MEMS là cảm biến quán tính chi phí thấp và độ chính xác cao và chúng được sử dụng để phục vụ nhiều ứng dụng công nghiệp. Cảm biến này sử dụng công nghệ dựa trên chip cụ thể là hệ thống vi cơ điện tử. Những cảm biến được sử dụng để phát hiện cũng như đo kích thích bên ngoài như áp suất, sau đó nó phản ứng với áp suất được đo áp suất với sự trợ giúp của một số hoạt động cơ học. Các ví dụ tốt nhất về điều này chủ yếu bao gồm việc quay vòng của một động cơ để bù lại sự thay đổi áp suất.
Các Chế tạo vi mạch MEMS có thể được thực hiện với silicon, theo đó các lớp vật liệu nhẹ được đặt cố định trên bề mặt Si. Sau đó, cố định một cách chọn lọc để lại các cấu trúc 3D siêu nhỏ như màng chắn, dầm, đòn bẩy, lò xo và bánh răng.
mems-ic
Việc chế tạo MEMS cần nhiều kỹ thuật được sử dụng để xây dựng các mạch bán dẫn khác như quá trình oxy hóa, quá trình khuếch tán, quá trình cấy ion, quá trình lắng đọng hơi hóa chất áp suất thấp, phún xạ, v.v. Ngoài ra, các cảm biến này sử dụng một quy trình cụ thể như vi cơ.
Nguyên lý làm việc của cảm biến MEMS
Bất cứ khi nào độ nghiêng được áp dụng cho cảm biến MEMS, thì một khối lượng cân bằng tạo ra sự khác biệt trong điện thế. Điều này có thể được đo giống như một sự thay đổi trong điện dung. Sau đó, tín hiệu đó có thể được thay đổi để tạo ra tín hiệu đầu ra ổn định ở dạng kỹ thuật số, 4-20mA hoặc VDC.
Các cảm biến này là giải pháp tốt cho một số ứng dụng không đòi hỏi độ chính xác tối đa như tự động hóa công nghiệp, điều khiển vị trí, đo cuộn và cao độ và san bằng nền tảng.
Các loại MEMS
Các loại cảm biến MEMS phổ biến có sẵn trên thị trường là
- Máy đo gia tốc MEMS
- Con quay hồi chuyển MEMS
- Cảm biến áp suất MEMS
- Cảm biến từ trường MEMS
Ưu điểm của MEMS
Những ưu điểm của cảm biến MEMS bao gồm những điều sau đây.
- Việc sản xuất MEMS là sản xuất vi mạch bán dẫn giống như phát minh hàng loạt chi phí thấp, tính nhất quán cũng rất cần thiết cho các thiết bị MEMS.
- Kích thước của các thành phần phụ cảm biến sẽ nằm trong phạm vi từ 1 đến 100 micromet cũng như kích thước thiết bị MEMS sẽ xác định phạm vi từ 20 micro mét đến milimet.
- Tiêu thụ điện năng rất thấp.
- Đơn giản để kết hợp vào hệ thống hoặc thay đổi
- Hằng số nhiệt nhỏ
- Những thứ này có thể trái ngược hẳn với sốc, bức xạ và rung động.
- Khả năng chịu nhiệt tốt hơn
- Song song
Các ứng dụng của MEMS
Cảm biến MEMS được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau bao gồm ô tô , tiêu dùng, công nghiệp, quân sự, công nghệ sinh học, khám phá không gian và mục đích thương mại bao gồm máy in phun, máy đo gia tốc trong ô tô hiện đại, thiết bị điện tử tiêu dùng, trong máy tính cá nhân, v.v.
Các ví dụ tốt nhất về thiết bị MEMS chủ yếu bao gồm quang học thích ứng, kết nối chéo quang học, túi khí máy đo gia tốc , mảng phản chiếu cho TV & màn hình, micromirrors có thể giám sát, thiết bị RF MEMS, thiết bị y tế không thể tái sử dụng, v.v.
Vì vậy, đây là tất cả về Cảm biến MEMS . Nhược điểm chính của các cảm biến này là, mặc dù chi phí chế tạo cho mỗi bộ phận là cực kỳ thấp. Nhưng có một khoản đầu tư lớn liên quan đến việc thiết kế, sản xuất và thành công sản phẩm dựa trên MEMS. Do đó, các nhà thiết kế không có khả năng mở rộng các thành phần cho các ứng dụng khối lượng thấp. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, các loại thiết bị MEMS là gì?
