Fonctionnement du capteur MEMS et ses applications

Le terme MEMS signifie systèmes micro-électro-mécaniques. Il s'agit d'un ensemble d'appareils, et la caractérisation de ces appareils peut se faire par leur petite taille et leur mode de conception. La conception de ces capteurs peut être réalisée avec des composants de 1 à 100 micromètres. Ces dispositifs peuvent différer de petites structures à des systèmes électromécaniques très difficiles avec de nombreux éléments mobiles sous le contrôle de la micro-électronique incorporée. Habituellement, ces capteurs comprennent des micro-actionneurs mécaniques, des micro-structures, de la micro-électronique et des micro-capteurs dans un seul boîtier. Cet article explique ce qu'est un capteur MEMS, son principe de fonctionnement, ses avantages et ses applications

Qu'est-ce qu'un capteur MEMS ?

Les MEMS sont des capteurs inertiels à faible coût et de haute précision et ils sont utilisés pour servir une large gamme d'applications industrielles. Ce capteur utilise une technologie basée sur une puce, à savoir un système micro-électro-mécanique. Ces capteurs sont utilisés pour détecter et mesurer le stimulus externe comme la pression, après quoi il répond à la pression qui est mesurée à l'aide de certaines actions mécaniques. Les meilleurs exemples incluent principalement la rotation d'un moteur pour compenser le changement de pression.

La fabrication du circuit intégré MEMS peut être réalisée avec du silicium, de légères couches de matériau étant placées autrement fixées sur un substrat de silicium. Après cela, fixé de manière sélective pour laisser des structures 3D microscopiques comme des diaphragmes, des poutres, des leviers, des ressorts et des engrenages.

La fabrication du MEMS nécessite de nombreuses techniques qui sont utilisées pour construire d'autres circuits semi-conducteurs comme le processus d'oxydation, le processus de diffusion, le processus d'implantation ionique, le processus de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression, la pulvérisation cathodique, etc. De plus, ces capteurs utilisent un procédé particulier comme le micro-usinage.

Principe de fonctionnement du capteur MEMS

Chaque fois que l'inclinaison est appliquée au capteur MEMS, une masse équilibrée fait une différence dans le potentiel électrique. Cela peut être mesuré comme un changement dans la capacité. Ensuite, ce signal peut être modifié pour créer un signal de sortie stable en numérique, 4-20 mA ou VDC.

Ces capteurs sont de bonnes solutions pour certaines applications qui n'exigent pas une précision maximale, comme l'automatisation industrielle, le contrôle de position, la mesure du roulis et du tangage et la mise à niveau de la plate-forme.

Types de MEMS

Les types courants de capteurs MEMS disponibles sur le marché sont

• Accéléromètres MEMS
• Gyroscopes MEMS
• Capteurs de pression MEMS
• Capteurs de champ magnétique MEMS

Avantages MEMS

Les avantages du capteur MEMS sont les suivants.

• La fabrication de MEMS est une fabrication de circuits intégrés à semi-conducteurs comme une invention de masse à faible coût, la cohérence est également essentielle pour les dispositifs MEMS.
• La taille des sous-composants du capteur se situera dans une plage de 1 à 100 micromètres, ainsi que la taille du dispositif MEMS déterminera une plage de 20 micromètres à un millimètre.
• La consommation d'énergie est très faible.
• Simple à incorporer dans les systèmes ou à modifier
• La constante thermique est petite
• Ceux-ci peuvent être très opposés aux chocs, radiations et vibrations.
• Meilleure tolérance au développement thermique
• Parallélisme

Applications de MEMS

Les capteurs MEMS sont utilisés dans différents domaines qui incluent l'automobile, la consommation, l'industrie, l'armée, la biotechnologie, l'exploration spatiale et à des fins commerciales qui incluent les imprimantes à jet d'encre, les accéléromètres dans les voitures modernes, l'électronique grand public , dans les ordinateurs personnels, etc.

Les meilleurs exemples de dispositifs MEMS incluent principalement l'optique adaptative, les connexions croisées optiques, les accéléromètres d'airbag, les miroirs pour téléviseurs et écrans, les micromiroirs orientables, les dispositifs RF MEMS, les dispositifs médicaux non réutilisables , etc.

Ainsi, il s'agit du capteur MEMS. Le principal inconvénient de ces capteurs est que le coût de fabrication de chaque pièce est extrêmement faible. Mais il y a un énorme investissement associé à la conception, à la fabrication et à la réussite d'un produit basé sur MEMS. Par conséquent, les concepteurs ne sont pas susceptibles d'étendre les composants pour les applications à faible volume. Voici une question pour vous, quelles sont les catégories d'appareils MEMS ?