Systém pre automatizované meranie teploty - web.tuke.skweb.tuke.sk/fei-kte/download/zp/2015_dp_herstek.pdf · potrubí na meranie prietoku vzduchu. V štruktúre senzora sa nachádza

Rudolf Herstek

MEMS

MEMS sú mikromechanické zariadenia spojené s elektronickým systémom.

Senzory na báze MEMS sú schopné meraním tepelných, chemických, mechanických, biologických, magnetických a optických vlastností zbierať informácie z prostredia, v ktorom sa nachádzajú.

Medzi hlavné výhody MEMS zariadení patria veľmi malé rozmery, nízka hmotnosť, jednoduchá integrácia do systémov, vysoká odolnosť voči nárazom, vibráciám a radiácii, možnosť hromadnej výroby vo veľkých sériách a dostatočná tolerancia teplotnej rozťažnosti.

MEMS systémy v automobiloch

Detekcia nárazu

Na detekciu nárazu pre vystrelenie airbagov sa

používa MEMS kapacitný akcelerometer.

Princíp činnosti spočíva vo vychýlení seizmickej

hmoty vplyvom decelerácie počas nárazu, čím sa

v hrebeňovom usporiadaní elektród kondenzátora

zmení kapacita.

Vizualizácia nárazu

Asistent rozjazdu do kopca

Asistent rozjazdu do kopca udržiava ešte dve

sekundy po uvoľnení brzdového pedálu automobil

ubrzdený, aby mal vodič čas rozbehnúť sa pomocou

spojky a plynu.

Na detegovanie náklonu sa používa dvojosý

inklinometer, ktorý obsahuje kapacitné hrebeňové

akcelerometre a seizmickú hmotu, na ktorú pôsobí

zemská gravitácia, a tým sa pri náklone mení pomer

kapacít na X a Y kondenzátoroch.

Vizualizácia rozjazdu

HUD na čelnom skle

Pre zvýšenie bezpečnosti a komfortu v automobiloch

je dôležité sústrediť sa čo najviac na cestu.

S ohľadom na to bol vyvinutý HUD, ktorý vykresľuje

potrebné údaje o rýchlosti a navigácii priamo na čelné

sklo do výhľadu vodiča.

Pre rastrovanie sa využíva laserový RGB lúč svetla,

ktorý je pri odraze vychyľovaný do dvoch osí

pomocou MEMS skenera (mikrozrkadla).

Vizualizácia HUDu

Prietok vzduchu v potrubí

MEMS MassFlow senzor sa využíva v nasávacom

potrubí na meranie prietoku vzduchu.

V štruktúre senzora sa nachádza výhrevné teliesko

a dva teplotné senzory na báze termočlánkov po

stranách. Vplyvom prietoku vzduchu teplo vyžarované

výhrevným telieskom prúdi v zmysle prietoku, čo

spôsobí zvýšenie teploty na jednom teplotnom

senzore a zníženie na druhom.

Vizualizácia merania prietoku

Meranie tlaku v pneumatikách

Na meranie tlaku v pneumatikách sa využíva

piezorezistívny MEMS tlakomer.

Na kremíkovej membráne s referenčným tlakom sa

nachádza piezorezistívna vrstva. Vplyvom zmeny

tlaku sa membrána deformuje a deformácia

piezorezistora vyvoláva merateľnú zmenu odporu.

Vizualizácia merania prietoku

Technológia LIGA

Technológia LIGA (nem. LItographie Galvanoformung

Abformung) umožňuje priestorovo tvarovať keramiku,

kovy, plasty a sklo. Vďaka LIGA technológii je možné

vyrábať veľmi jemné a inak náročné tvary, ktoré

doposiaľ nebolo možné realizovať, resp. ich výroba

bola mimoriadne náročná. V prípade potreby

jemnejšieho opracovanie je k dispozícii lisovanie,

galvanické pokovovanie alebo litografia vrátanie

litografie röntgenovej.

Vizualizácia technológie LIGA

Mikroobrábanie

Povrchové mikroobrábanie umožňuje vytváranie

povrchových štruktúr na substráte, ale aj tvorbu

zložitejšie štruktúrovaných mikrosenzorov.

Objemové mikroobrábanie zahŕňa anizotropné

a izotropné, suché i mokré leptanie, je možné ním

odleptávať aj kremíkový substrát.

Povrchové mikrobrábanie

Objemové mikrobrábanie

Zdroje:

http://www.eeherald.com/section/design-

guide/mems_application_introduction.ht

ml

http://chipdesignmag.com/display.php?a

rticleId=5323#