.jpg)
על ידי ד"ר פיליפ רוברט
פיליפ רוברט, פטריס ריי, פטריס, ארנו ולטר, גיום ג'ורדן ו Mylène Savoye, CEA-LETI
המחבר מקבילים: philippe.robert @ cea.fr |
מופשט
אנו מציגים גישה חדשנית עבור החיישן מאוד נמוך עלות 6d אינרציה. מושג זה מבוסס על הרעיון לערבב על MEMS התקן זהה וטכנולוגיות NEMS. החלק MEMS משמש המסה לשמור על כוח אינרציה מספיק, ואת NEMS משמש מד משנה מיקרומטר מאוד רגיש ללחץ על תנאי. תפיסה זו מאפשרת הן מטוס ו out-of-מטוס האצה או גילוי כוח קוריוליס במכשיר זהה. זה גם תואם עם זיהוי ההפרש להפחית נסחפת תרמית.
מימוש טכנולוגית אפיונים הראשון של תאוצה 3-3-ציר ציר gyrometer הושגו ויהיה מפורט במצגת. על בסיס תוצאות אלו, אחד מספק טביעת רגל קטנה יותר מאשר 3.5 מ"מ 2 לשילוב של ציר accelerometer 3 ו 3 gyrometer ציר על אותו שבב. למיטב ידיעתנו, ברמה זו של אינטגרציה המזעור מעולם לא הוצגה.
מוטיבציה
הצמיחה בשוק ה-MEMS מגיע בעיקר לשוק הצרכני (הטלפון הסלולרי, משחק, ...). עבור שוק זה, לחץ חזק מאוד מופעל על יצרני MEMS. בדרך כלל 5-15% של צמצום עלויות צפוי מדי שנה עבור רכיבים אלה. בסוף, פשוט אופטימיזציה של תהליך העיצוב יהיה מספיק, ואז פריצת דרך טכנולוגית צפוי בבירור באופן דרסטי מגמדים את חיישני MEMS.
עם זאת, הפחתה זו יש גודל ההשפעות העיקריות על חיישן אינרציה, בפרט ביחס לביצועים: הקטנת מסת סיסמיים יש השפעה ישירה על הרגישות, ומוריד את הקיבול הנומינלי, עם השלכות על יחס אות לרעש. כדי להתגבר על המגבלות האלה, מושג חדש מוצע ערבוב מבנים מיקרו ו ננו, ובכך בשם M & NEMS. הרעיון הבסיסי הוא לשלב במכשיר באותה שכבה עבה MEMS עבור מסה אינרציאלית, עם חלק NEMS דק וצר לממש העיבור על תנאי. רגישות גבוהה ניתן להשיג בשל ריכוז גבוה מאוד מתח המושרה על ידי חתך קטן מאוד של מד סיליקון nanowire וגם על ידי אפקט מנוף זרוע של תאוצה ועיצובים gyrometers (ראה איור. 1). שני עוביים של מציעים M & NEMS הגישה גם את היכולת להיות על שבב דומה בתוך המטוס מחוץ למטוס זיהוי של תנועת ההמונים אינרציה (ראה איור. 2). זה אומר עם המושג הזה ואת הטכנולוגיה, חיישנים אינרטיים ניתן לשלב בתוך פחות מ 1 מ"מ 2 עבור תאוצה-3D פחות מ 2.5 מ"מ 2 עבור gyrometer-3D.