Детальная информация

Объект исследования – чувствительный элемент (ЧЭ) микромеханического акселерометра (ММА). Цель работы – моделирование ударопрочного ЧЭ емкостного ММА. В результате исследования проводился обзор актуальной литературы. Рассмотрены основные типы датчиков для измерения ускорения, описаны принципы их работ, основные параметры, характеризующие данные устройств, шумы, влияющие на показания приборов. Рассмотрены основные технологии изготовления, материалы и структуры, которые используются при изготовлении ММА. Проведено моделирование ЧЭ ММА. Рассчитаны основные параметры упругого подвеса (УП) и электродных структур (ЭС). Оценено влияние механического шума на ЧЭ. Проведено имитационное моделирование с целью сравнения полученных характеристик с характеристиками, полученными в математическом моделировании. Данный ЧЭ имеет повышенную ударопрочность, меньшую массу и малые габариты, что является преимуществом в сравнении с разработанными устройствами. Разработанный ЧЭ может применяться в приложениях с высокими требованиями к ударным нагрузкам, например, в буровых установках.

Object of study is micromechanical accelerometer (MMA) sensing element (SE). The aim is to simulate the impact-resistant SE of the capacitive MMA. As a result of the study, a review of the current literature was conducted. The main types of sensors for measuring acceleration were considered, the principles of their work, the main parameters characterizing these devices, the noises affecting the readings of the devices were described. The basic manufacturing technologies, materials and structures that are used in the manufacture of MMA are reviewed. The simulation of MMA SE is carried out. The basic parameters of the folded beam and electrode structures are calculated. The influence of mechanical noise on SE is evaluated. The simulation modeling is carried out in order to compare the obtained characteristics with the characteristics obtained in the mathematical modeling. The given SE has an increased impact strength, less weight and small dimensions, which is an advantage in comparison with the developed devices. The developed SE can be used in applications with high requirements to shock loads, for example, in drilling rigs.