Der Begriff MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme. Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Geräten, und die Charakterisierung dieser Geräte kann anhand ihrer geringen Größe und des Entwurfsmodus erfolgen. Das Design dieser Sensoren kann mit dem 1- 100-Mikrometer erfolgen Komponenten . Diese Geräte können sich von kleinen Strukturen bis zu sehr schwierigen elektromechanischen Systemen mit zahlreichen beweglichen Elementen unterscheiden, die unter der Kontrolle der eingebauten Mikroelektronik stehen. Normalerweise umfassen diese Sensoren mechanische Mikroaktuatoren, Mikrostrukturen, Mikroelektronik und Mikrosensoren in einem Paket. Dieser Artikel beschreibt, was ein MEMS-Sensor ist, Funktionsprinzip, Vorteile und seine Anwendungen

Was ist ein MEMS-Sensor?

MEMS sind kostengünstige und hochgenaue Trägheitssensoren, die für eine Vielzahl industrieller Anwendungen eingesetzt werden. Dieser Sensor verwendet eine chipbasierte Technologie, nämlich ein mikroelektromechanisches System. Diese Sensoren werden verwendet, um den externen Reiz wie den Druck zu erfassen und zu messen, danach reagiert er mit Hilfe einiger mechanischer Aktionen auf den gemessenen Druck. Die besten Beispiele hierfür sind hauptsächlich das Drehen eines Motors zum Ausgleich der Druckänderung.

Das MEMS IC-Herstellung kann mit Silizium erfolgen, wobei ansonsten leichte Materialschichten auf einem Si-Substrat fixiert werden. Danach selektiv fixiert, um mikroskopisch kleine 3D-Strukturen wie Membranen, Balken, Hebel, Federn und Zahnräder zu hinterlassen.

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Die MEMS-Herstellung erfordert viele Techniken, die zum Aufbau anderer Halbleiterschaltungen wie Oxidationsprozess, Diffusionsprozess, Ionenimplantationsprozess, chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidungsprozess, Sputtern usw. verwendet werden. Zusätzlich verwenden diese Sensoren einen bestimmten Prozess wie Mikrobearbeitung.

Funktionsprinzip des MEMS-Sensors

Immer wenn die Neigung auf den MEMS-Sensor angewendet wird, macht eine ausgeglichene Masse einen Unterschied innerhalb des elektrischen Potentials. Dies kann wie eine Änderung der Kapazität gemessen werden. Dieses Signal kann dann geändert werden, um ein stabiles Ausgangssignal in Digital, 4-20 mA oder VDC zu erzeugen.

Diese Sensoren sind gute Lösungen für einige Anwendungen, die nicht die maximale Genauigkeit erfordern, wie industrielle Automatisierung, Positionssteuerung, Roll- und Nickmessung sowie Plattformnivellierung.

Arten von MEMS

Die gängigen Typen von MEMS-Sensoren sind auf dem Markt erhältlich

MEMS-Beschleunigungsmesser
MEMS-Gyroskope
MEMS-Drucksensoren
MEMS-Magnetfeldsensoren

MEMS Vorteile

Die Vorteile des MEMS-Sensors umfassen Folgendes.

Die Herstellung von MEMS ist eine Halbleiter-IC-Herstellung wie eine kostengünstige Massenerfindung. Konsistenz ist auch für MEMS-Bauelemente wesentlich.
Die Größe der Sensorunterkomponenten liegt im Bereich von 1 bis 100 Mikrometern, und die Größe des MEMS-Geräts bestimmt den Bereich von 20 Mikrometern bis zu einem Millimeter.
Der Stromverbrauch ist sehr gering.
Einfach in Systeme zu integrieren oder zu ändern
Die thermische Konstante ist klein
Diese können Schock, Strahlung und Vibration stark entgegenwirken.
Bessere Toleranz gegenüber thermischer Entwicklung
Parallelität

Anwendungen von MEMS

MEMS-Sensoren werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter Automobil , Verbraucher-, Industrie-, Militär-, Biotechnologie-, Weltraumforschungs- und kommerzielle Zwecke, einschließlich Tintenstrahldrucker, Beschleunigungsmesser in modernen Autos, Unterhaltungselektronik, in PCs usw.

Die besten Beispiele für MEMS-Geräte sind hauptsächlich adaptive Optiken, optische Querverbindungen und Airbags Beschleunigungsmesser , Spiegelarrays für Fernseher und Displays, steuerbare Mikrospiegel, HF-MEMS-Geräte, nicht wiederverwendbare medizinische Geräte usw.

Das ist also alles über die MEMS-Sensor . Der Hauptnachteil dieser Sensoren ist, obwohl die Herstellungskosten für jedes Teil extrem niedrig sind. Die Entwicklung, Herstellung und Nachfolge von MEMS-basierten Produkten ist jedoch mit enormen Investitionen verbunden. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass Designer Komponenten für Anwendungen mit geringem Volumen erweitern. Hier ist eine Frage an Sie, welche Kategorien von MEMS-Geräten gibt es?