Skip links

Разработка чувствительного элемента МЭМС-акселерометра

Инерциальный датчик МЭМС-акселерометр

МЭМС-акселерометр МА-10/МА-20 предназначен для измерения линейного ускорения. Основной компонент акселерометра – чувствительный элемент, преобразующий линейное ускорение в изменение электрической емкости.

МЭМС-акселерометры состоят из чувствительного элемента (ЧЭ) и преобразователя емкости в напряжение или цифровой код, размещенных в едином корпусе. ЧЭ преобразует линейное ускорение в электрическую емкость. По величине изменения емкости можно судить о величине воздействующего ускорения. Чувствительный элемент маятникового типа состоит из подвижной части, закрепленной на стеклянной подложке с помощью анодного сращивания.

Чувствительный элемент микромеханического акселерометра: 1 – подвижная часть, 2 – стеклянная подложка (неподвижное основание), 3 – упругий подвес, 4 – электроды контактных площадок.

При действии линейного ускорения возникающий за счет смещения центра масс ЧЭ относительно оси подвеса момент сил приводит к деформации упругого подвеса. При этом изменяются значения емкостей, образованных электродами на стекле и поверхностью подвижного элемента.

Подробнее про микромеханические акселерометры

Система съема сигнала

Подвижная часть подвешена к основанию при помощи упругого подвеса, работающего на кручение, центр масс подвижной части смещен относительно оси подвеса. На стеклянной подложке нанесены электроды из металла, эквивалентная схема ЧЭ показана на рисунке ниже.

При действии кажущегося ускорения возникающий момент приводит к деформации упругого подвеса. При этом изменяются значения емкостей, образованных электродами на стекле и поверхностью кремния.

Акселерометры «Лаборатории Микроприборов»

Лаборатория Микроприборов предлагает чувствительные элементы МЭМС акселерометров собственного производства.

МА-10

МА-10 состоит из чувствительного элемента и цифрового преобразователя емкость-код, размещенных в металлостеклянном корпусе. Преобразователь емкость-код позволяет получить выходной сигнал датчика в цифровом виде. В состав МА-10 входит также малопотребляющий 32-х разрядный микроконтроллер, с помощью которого реализуется встроенная компенсация погрешностей МА-10, в том числе температурных.

МА-10

Для компенсации погрешностей используется разработанная специалистами ООО «ЛМП» модель погрешностей акселерометра. Параметры модели прошиваются в микроконтроллер в процессе производства при проведении калибровки. Это позволяет значительно снизить себестоимость акселерометра МА-10.

Подробнее про МА-10

МА-20

МА-20

МА-20 состоит из чувствительного элемента и преобразователя емкость-напряжение, размещенных в герметичном корпусе. Разработанная специалистами ООО «ЛМП» схема преобразователя позволяет преобразовать изменение емкости ЧЭ в напряжение с высокой степень линейности. Для этого в схеме предусмотрена отрицательная обратная связь, позволяющая компенсировать нелинейный характер зависимости электрической емкости от зазора, изменение которого линейно зависит от измеряемого линейного ускорения.

Реализация схемы преобразователя с использованием малошумящих прецизионных элементов, высокостабильного источника опорного напряжения позволили значительно улучшить точностные характеристики МА-20, в частности обеспечить малый шум выходного сигнала, высокую линейность преобразования линейного ускорения в напряжение. При этом МА-20 (в отличие от МА-10) имеет большую полосу пропускания. Преимуществом МА-10 остается наличие встроенной компенсации температурных погрешностей. Аналогичная компенсация температурных погрешностей для МА-20 может быть осуществлена в аппаратуре потребителя.

Подробнее про МА-20

Имеются в наличии демонстрационные образцы продукции МА-10 и МА-20. Для заказа образцов напишите нам на info@mp-lab.ru.

Поделиться: