.microsystems.metu.edu.tr, ouUbider
и
2
с;
4 АПРЕЛЬ 2009
Случилось это благодаря прогрессу в создании микроэлек-
тромеханических систем (MEMS), устройств, стоящих на
грани нанотехнологий. Н апример, в iPhone 3G используется
устройство LIS331DL размером 3 мм и ценой около 3 долла-
ров, выпускаемое компанией STMicroelectronics. Внутри его
корпуса подвеш ен крош ечный груз — доли микрограмма, —
вытравляемый из кремния вместе с упругими подвесами
и электроникой, следящей за его положением.
Хотя акселерометры — самое элементарное применение
микроэлектромеханики, к их реализации есть несколько под-
ходов. Проще всего использовать для определения положения
пробного груза емкостный датчик. Для повыш ения чувстви-
тельности датчика груз обычно делают в виде расчески, зубья
которой располагаются между электродами. В таких акселе-
рометрах смещ ения обычно измеряю тся лиш ь вдоль одной
или двух осей, и для получения трехмерных данных в одном
устройстве надо объединить сразу два датчика. Но есть и дру-
гой метод, при котором достаточно одного пробного груза.
Его закрепляю т на четырех упругих подвесах, в каждый из
которых внедряю т по два пьезорезистора. Измеряя, как м еня-
ется их сопротивление при деформации, можно вычислить
все три компоненты силы, действующей на груз.
Компании, выпускающие MEMS-акселерометры, не рас-
крываю т деталей конструкции конкретных устройств, но
это не меш ает применять их в том числе и в научных целях.
Недавно на основе встроенных в ноутбуки акселерометров
заработала распределенная сеть регистрации землетря-
сений Quake-Catcher Network (h ttp ://q c n .stan fo rd .ed u /).
Чувствительности встроенных датчиков хватает, чтобы засечь
даже слабые толчки. Проблема, однако, состоит в том, чтобы
выделить их на фоне разнообразных местных шумов. Для
этого нужно сопоставлять данные от множества компью те-
ров. Пока в сети QCN всего около семисот ноутбуков, кото-
рые в периоды простоя передаю т данные своих встроенных
акселерометров. Когда компью теров станет больше, появится
возможность оперативно определять эпицентр землетрясе-
ния, прогнозировать распространение его сейсмических волн
и за несколько секунд предупреждать о предстоящ ем толчке
участников сети.
R1
R3
+
R4
l
Fx,F
У
Принцип действия трехосевого
MEMS-акселерометра
Общая схема трехосевого
2
MEMS-акселерометра
Параметры акселерометра LIS331DL
Габари ты
3 x 3 x 0 ,9 мм
Р азм ерность д атчи ка
3
Регистр ир уем ы е
ускорения
±2 д или ± 8 д (вы би р а -
ется д и н а м и че с ки ]
Ч астота изм ерений
100 Гц и л и Д00 Гц (соот-
в е тств е н но )
П отребление энергии
м енее 1 М Вт
Вы д ерж и вает
ускорения
до 10000 д в те чение
0,1 с
Рабочая тем пература
от — ДО до +85 °С
Александр Сергеев
предыдущая страница 34 Что нового в науке и технике 2009 4 читать онлайн следующая страница 36 Что нового в науке и технике 2009 4 читать онлайн Домой Выключить/включить текст