Розробка приладів з малою масою, але хорошими технічними характеристиками. Мініатюризація вигідних систем, вимоги створення малогабаритних гіроскопічних датчиків. Аналіз теоритичних основ та практичних застосувань сучасних мікромеханічних акселерометрів.
Аннотация к работе
Вступ В двадцятому столітті, коли розвиток техніки має надзвичайно високі темпи, з’явилась велика кількість технічних засобів, які дали поштовх до розвитку нових галузей промисловості, котрі змогли б мініатюризувати та покращити існуючу техніку. Пошук нових можливостей створення інерційних датчиків з необхідними характеристиками й прогрес в області мікроелектроніки привели до появи нового класу приладів - мікромеханічних акселерометрів (ММА). Розроблені зразки ММА характеризуються надмалою масою (частки грамів) і габаритами (одиниці міліметрів), низькою собівартістю (десятки доларів на одну вісь вимірювання) і енергоспоживанням, високою стійкістю до механічних (ударні впливи до 105 g) і теплових впливів (від - 40°С до 85°С) і достатньою точністю. Найбільш привабливим для розробників є потенційний ринок комерційного цивільного використання датчиків, що на порядки перевищує обсяги можливого ринку військової техніки. Автомобільна промисловість. Завдяки своїм унікальним властивостям ММА знаходять застосування в системах озброєнь і військової техніки, можуть бути успішно використані для стабілізації супутникових антен, керування безпілотними літальними апаратами й іншою апаратурою рухомих обєктів. 3. Робототехніка. Зазвичай - це педаль газу, при натисканні якої водій заставляє автомобіль рухатись швидше, тобто з прискоренням. А виміряти прискорення дозволяє такий прилад, як акселерометр. В машинобудуванні цей прилад з’явився зовсім недавно, а в ракетах, підводних човнах, літаках, акселерометри є чутливими елементами систем автоматичного керування рухом [1]. Розглянемо наведені в літературних джерелах основні характерні особливості акселерометрів. В роботі [2] наведено опис конструкції та принцип функціонування акселерометра на рухомому об’єкті. Нехай на автомобілі, який рухається по рівнинній місцевості, встановлений двоосний акселерометр вимірювальні осі якого встановлені в горизонтальній площині: X- по осі автомобіля,Y- перпендикулярно їй, тобто: X - вісь лінійного прискорення, а Y- вісь кутового прискорення, яке з”явилось внаслідок кручення (повороту). Розглянемо зображену на рис.1 схему чутливого елемента двоосного акселерометра ADXL202 ADXL210 фірми Analog Devices. Рис.1. Схема чутливого елемента двоосного акселерометра ADXL202 Його основа складається з прямокутної пластини, яка має масу і яка встановлена на полісіліконових ресорних підвісах - розташованих по кутам пластини. По бокам пластини розміщені дифереціальні конденсатори , , , , рухомі частини (пальці) котрих механічно є одним цілим з пластиною. Кожен рухомий палець охоплениний двома нерухомими, разом вони утворюють диференційний конденсатор, який складається з двох секцій. Електрична частина датчика ADXL202 ADXL210 складається з наступних пристроїв: - двохтактний високочастотний генератор, вихідна напруга якого подається в протифазі на нерухомі пальці диференційних конденсаторів( , ); - демодулятори ( в кожному каналі X, Y), входи яких підключені до рухомих пальців , ; в демодуляторах вихідний сигнал конденсаторів, величина та фаза якого визначаються з вимірювальним прискоренням, демодулюється в порівнянні з напругою високочастотного генератора; - RC- фільтри на виході демодуляторів, резистори яких знаходяться в складі мікросхеми, а конденсатори, що забезпечують разом з резисторами фільтрацію вихідного сигналу демудулятора, можуть бути підключені зовні. Таким чином в даному розділі на основі проведеного огляду літературних джерел розглянуті основні особливості акселерометрів, загальний принцип роботи та сфери застосування. 2.Технологічні основи виробництва мікромеханічних приладів 2.1.