Funcionamiento del sensor MEMS y sus aplicaciones

El término MEMS significa sistemas microelectromecánicos. Estos son un conjunto de dispositivos, y la caracterización de estos dispositivos se puede hacer por su pequeño tamaño y el modo de diseño. El diseño de estos sensores se puede realizar con componentes de 1 a 100 micrómetros. Estos dispositivos pueden variar desde estructuras pequeñas hasta sistemas electromecánicos muy difíciles con numerosos elementos móviles bajo el control de microelectrónica incorporada. Por lo general, estos sensores incluyen microactuadores mecánicos, microestructuras, microelectrónica y microsensores en un solo paquete. Este artículo analiza qué es un sensor MEMS, el principio de funcionamiento, las ventajas y sus aplicaciones

¿Qué es un sensor MEMS?

Los MEMS son sensores inerciales de alta precisión y bajo costo y se utilizan para servir a una amplia gama de aplicaciones industriales. Este sensor utiliza una tecnología basada en chips, a saber, un sistema microelectromecánico. Estos sensores se utilizan para detectar y medir el estímulo externo como la presión, luego responde a la presión que se mide con la ayuda de algunas acciones mecánicas. Los mejores ejemplos de esto incluyen principalmente el giro de un motor para compensar el cambio de presión.

La fabricación de MEMS IC se puede hacer con silicio, por lo que capas ligeras de material se colocan de otra manera fijadas sobre un sustrato de Si. Después de eso, se fija selectivamente para dejar estructuras 3D microscópicas como diafragmas, vigas, palancas, resortes y engranajes.

La fabricación de MEMS necesita muchas técnicas que se utilizan para construir otros circuitos semiconductores como el proceso de oxidación, el proceso de difusión, el proceso de implantación de iones, el proceso de deposición de vapor químico a baja presión, la pulverización catódica, etc. Además, estos sensores utilizan un proceso particular como el micromecanizado.

Principio de funcionamiento del sensor MEMS

Siempre que se aplica la inclinación al sensor MEMS, una masa equilibrada hace una diferencia dentro del potencial eléctrico. Esto se puede medir como un cambio en la capacitancia. Luego, esa señal se puede cambiar para crear una señal de salida estable en digital, 4-20 mA o VCC.

Estos sensores son excelentes soluciones para algunas aplicaciones que no exigen la máxima precisión, como la automatización industrial, el control de posición, la medición de balanceo y cabeceo y la nivelación de la plataforma.

Tipos de MEMS

Los tipos comunes de sensores MEMS que se pueden obtener en el mercado son

• Acelerómetros MEMS
• giroscopios MEMS
• sensores de presión MEMS
• Sensores de campo magnético MEMS

Ventajas de MEMS

Las ventajas del sensor MEMS incluyen las siguientes.

• La fabricación de MEMS es la fabricación de circuitos integrados de semiconductores como una invención en masa de bajo costo, la consistencia también es esencial para los dispositivos MEMS.
• El tamaño de los subcomponentes del sensor estará dentro del rango de 1 a 100 micrómetros, así como el tamaño del dispositivo MEMS determinará el rango de 20 micrómetros a un milímetro.
• El consumo de energía es muy bajo.
• Fácil de incorporar a los sistemas o cambiar
• La constante térmica es pequeña
• Estos pueden ser muy opuestos a los golpes, la radiación y la vibración.
• Mejor tolerancia al desarrollo térmico
• Paralelismo

Aplicaciones de MEMS

Los sensores MEMS se utilizan en diferentes dominios que incluyen automoción, consumo, industrial, militar, biotecnología, exploración espacial y fines comerciales que incluyen impresoras de inyección de tinta, acelerómetros en automóviles modernos, electrónica de consumo , en computadoras personales, etc.

Los mejores ejemplos de dispositivos MEMS incluyen principalmente óptica adaptativa, conexiones ópticas cruzadas, acelerómetros de bolsas de aire, matrices de espejos para televisores y pantallas, microespejos orientables, dispositivos RF MEMS, dispositivos médicos no reutilizables , etc.

Por lo tanto, todo se trata del sensor MEMS. La principal desventaja de estos sensores es que el costo de fabricación de cada pieza es extremadamente bajo. Pero hay una gran inversión asociada al diseñar, fabricar y tener éxito en productos basados ​​en MEMS. En consecuencia, no es probable que los diseñadores expandan componentes para aplicaciones de bajo volumen. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las categorías de dispositivos MEMS?