border=0

Perspektiven foar it brûken fan mikrodeksjes yn sensornetwurken

<== foarige artikel |

Mikrosystemte technology (MST) is in nije rjochting fan wittenskiplike en technyske aktiviteiten, dy't yn 'e lêste tsien jier hurd yn alle gebieten fan produksje kaam. Op grûn fan 'e realisaasjes fan mikroelektronika en mikrotechnology oerwinnet MST merkten, fanwege wapens en enerzjy nei biology, medisyn, fan mobilkommunikaasje nei alle soarten fan húsapparaten. Mikrosystemtechnology ûntwikkelet by de krúspunt fan in soad tûken fan wittenskip en technology. Yn 'e ôfrûne tsientallen jierren hat de mikroelektronike technology reizge fan hybride assemblies mei ienige halalfeartgatten oan mikroproesters, wêr't it oantal transistors op in chip >fierder fierder ferwidere fan 'e technyk tegearre mei de progress fan subsydzjes fan sensory en activator , basearre op mikroelektromechanikale diskrete eleminten, funksjoneel en technysk kompatibel mei it computing-subsysteem, en dan troch it folslein gearfoegjen fan alle trije subsystemen yn in inkele mikrofoan.

Besteande technologyen MST brûke benammen modernisearre technologytechniken fan mikroelektronika. De foardielen fan dizze oanpak nei de oprjochting fan mikrodeksjes binne:

1. Soargje foar in hege fabrikaazjefermogen (minder dan 1 mikro).

2. Parallel ("groep") produksje fan in grutter tal identike apparaten, soargje foar in lege kosten fan in ienich produkt.

3. Ien-type en simultane produksje fan meganyske, elektryske en oare eleminten fan apparaten mei in komplekse topology en komplekse struktuer.

Yn tsjinstelling mei de gewoane technologyske metoaden is de komplikaasje fan 'e geometryske konfiguraasje (binnen it ramt fan planariteit) gjin beheining en liedt net ta in tanimming fan' e kosten fan it apparaat. Op it stuit binne de meast ûntwikkele sensoren fan ferskate soarten en doelen, dy't lyts binne yn grutte en krêftferbrûk, lege priis mei foldwaande hege prestaasjes. Developed and actively developed micromotors, pumps, drive elements, valves, and various "exotic" devices of unconventional schemes - walking microrobots, microwaves, etc. Aerospace applications - a area where small dimensions and mass are one of the decisive arguments in favor of MST - apparaten. It wie foar dit gebiet dat de earste miniature-silicium-druk-sensors en akselometers yn 'e ein fan' e jierren 60 ûntwikkele en behearske. De sensoren hawwe hege dynamyske skaaimerken (de natuerlike frequinsjes fan de drukkersystemen binne oant 500 kHz), de lytste diameter fan de sensor is oant 0,4 mm, de sensoren binne tige resistint foar fytsen en skokken. Silicium problemen, thermoanemometers en tangentiale friksensensors binne ûntwikkele en wurde brûkt yn aerodynamyske stúdzjes. De folgjende stap yn ûntwikkeling is de ûntwikkeling fan multi-elemint (kluster) sensor arrays, de ymplemintaasje fan "klusters" op fleksibel media, soarge de ynstallaasje direkt op it streamlined oerflak of yn 'e stream fan' e kanalen (figuer 11.1).


Fig. 11.1 Multi-elemint array fan sensoren op fleksibel aerodynamyske ûndersyksmedium (California Institute of Technology).

Om de betrouwensberens fan aviongasturbinenmotoren te ferbetterjen, wurde sensoren ûntwikkele dy't betreklik binne yn heule omstannichheden (by hege temperatueren, swibben nivo's ensfh.). Wy hawwe it nivo fan flechtûndersiken fan ûndersyk dien nei aktive streamkontrôle mei MST. Creaasje fan fleane mikro-apparatuer (LMA) foar aviation en romtegebou wurdt troch in oantal organisaasjes yn 'e Feriene Steaten, Europeeske lannen, Japan en Sina útfierd. LMA's wurde makke om de taktike situaasje te markearjen. It is pland om lyts (oant 500 kg), mikro (oant 100 kg) nano- (oant 10 kg), en pico (oant 1 kg) romtefasters foar ferskate doelen. De measte fan dizze ûntjouwings binne basearre op it gebrûk fan advizen yn mikrosystemtechnology. Dus foar flugende mikrokameras (LMA) wurde in protte micro-analoanen fan tradysjonele motors (elektromotoren, ynterne combustionmotoren, floeistop-motoren, turbinen) makke (ôfbylding 11.2).

Fig. 11.2 Demonstraasje micro-LRE, ûntwikkele by it Massachusetts Institute of Technology

It laboratoarium fan mikrotechnology en MEMS SPbGPU hat ûndersyk sammele yn 'e ûntwikkeling fan ferskate mikromechanisyske apparaten, wêrûnder drukkersensors, thermal converters foar ferskate doelen. Pressure sensor - ien fan 'e earste mikroelektromechanyske ûntwikkelingen fan ús laboratorium, waard útfierd foar de yndustryte fan de tsjinstferliening fan TsAGI. It wie nedich om sensoren foar ynstallaasje direkt fuort te ûntwikkeljen op it oerflak fan it aerodynamyske model (de saneamde "low-profile sensor"). De sensor waard makke neffens de klassike MEMS-technology: in membraan dy't ûntstien is troch floeide etzjen mei dûbeldraaiermuorren dy't ferbûn binne yn in brêkkreek. Sensoren waarden ynstalleare op it oerflak fan de modellen mei glue. Foar it ûndersyk fan non-stationêre aerodynamyske prosessen yn 'e ferdieling fan' e superslaggers fan gaspompearingen (HPU), binne sensoren fan pulsaasjes fan statyske druk binne ûntwikkele en wite gebrûk yn 'e model en folsleine stasjons. It ûntwerp fan 'e sensoren soarget foar ynstallaasje op rompers en soarget foar de operaasje fan de sensoren op akselearringsnivo oant 30.000 g (ôfbylding 11.3).

Fig. 11.3 Silicium drukkersensors foar aerodynamyske ûndersyk

Warmwanders, ûntwikkele troch fersyk fan it Ynstitút foar Metrology. Mendeleev foar de sekundêre standert, foar in oantal parameters, hawwe better yndikanten as de besteande sekondêre standerts fan wikseljende spanning. De ûntwikkele chip waard brûkt om in oantal modellen fan thermal converters te meitsjen: yndirekte heize thermo-anemometer, streamtrennsensor, fakuümreiniging, inclinometer, micro flow meter (ôfbylding 11.4). De problemen fan gebrûk fan sensories basearre op in thermal converter foar systemen foar it bepalen fan 'e bewegingparameters fan in LMA binne útwurke.

Fig. 11.4 Thermo-elektro-konverter

De meast komplekse mikroelektromechanyske struktueren binne makke foar elektrostatika-driven inertiaal-swibbel-sensors. Accelerometer en gyro-sensor binne ûntwikkele foar navigaasjesystemen fan flugge bewegende objekten. In faksuorregear basearre op in thermal transducer (figuer 11.5) wurdt brûkt om de dichtheid fan 'e gefallen te kontrolearjen.

Fig. 11.5. Modulblock ynterfisynavigaasje systeem (ûntwikkelingsmateriaal MT en MEMS SPbGPU).

Foar dy en in tal oare ûntwikkelingen binne in tal oarspronklike mikrotechnology makke, in folslein fytsing fan operaasjes. Wichtich interdisziplinêr ûnderfining by it meitsjen fan mikrosystemtechnyndustryprodukten is accumulearre - it laboratoarium draacht ûntwikkeling yn nau gearwurking mei liedende ôfdielingen fan in tal technyske universiteiten, laboratoaren en bedriuwen dy't spesjalisearje yn mikrosystemtechnology.

<== foarige artikel |





Sjoch ek:

Fysike fundamentals fan fêste state fan nanoelektronika

Prinsipes fan it bouwen fan biosensors

NGR metoade - spektroskopy

Chaos teory

Physical features of the transition from micro to nanodevices

Prinsipes fan bou en funksjes fan it funksjonearjen fan mjittingen dy't basearre binne op it brûken fan gekoppelte oscillaasjes yn systemen mei twa graden frijheid

Bestelde kanaal-nanostruktueren en gebieten fan har praktyske tapassing

Concepts of exciton, polariton, plasmon

Starke effekt

Sensoren mei help fan gemyske en biologyske prosessen op it oerflak fan 'e kanal

Mössbauer-effekt

It gebrûk fan gaos yn ynformaasjebedriuwen

Methods foar it konvertearjen fan biogemyske reaksjes yn in analysearjend sinjaal

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 2679

11.45.9.63 © edudocs.fun is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .