МЭМСы. Как устроены современные датчики?

[VBKesha]

Давно хотел узнать что там внутри но было лень, а тут понятно описано, спаисбо!

[lks1965]

С электроникой и обработкой сигналов более менее понятно
Осталась неясной та часть которая и была бы мне интересна как же конкретно устроена механическая часть с подвижными обкладками?

[analog_design]

В статье сделал больше упор на схемотехнику, поэтому как раз тут больше про архитектуру и как обрабатывать данные. Если многим будет интересно как устроен сам полумост, могу более детально погрузиться и рассказать об этом в следующих публикациях.

[lks1965]

Да, было бы хорошо!

[VT100]

Вкратце — вырубаются (анизотропно вытравливаются) из куска кремния. Опционально — из того же самого, в котором расположен чип постобработки.
Возможен вариант, когда "пружинки" одновременно являются тензорезисторами, но термостабильность будет хуже.

[drWhy]

Встречалась статья про прототип дисплея, в котором роль пикселей выполняли микродвигатели, выполненные по технологии МЭМС, т.е. дисплей представлял собой массив роторов.

[VT100]

Например — DLP от Texas Instr.

[drWhy]

DLP это отклоняющиеся зеркала. А там были именно дисковые роторы, сформированные в едином процессе.

[grebenyukov]

Можете описать подробнее, как работает трехосевой ёмкостный полумост по оси Z? Судя по картинке, если вся подвижная часть сдвинется вверх или вниз, то ёмкость всех конденсаторов уменьшится. Тогда как понять, вверх или вниз?

[analog_design]

Тут немного все сложнее. Подробнее об этом написано в этой статье, в которой реализован как раз датчик, приведенный на рисунке. Оттуда можно как раз привести следующую картинку:

[vinny496]

Вопрос по пружинам — не будут ли они после разового воздействия совершать колебания (и тем самым вносить погрешность)? И реально ли их порвать при больших перегрузках (или вибрации)?

[Bedal]

совершать колебания

там довольно большое внутреннее трение. Это ограничивает быстродействие, но избавляет от резонансов и вообще колебаний.

реально ли их порвать

смещения слишком малы, чтобы не то, что порвать, а текучесть материала вызвать.

[analog_design]

Спасибо большое! как только напишите об этом статью, с удовольствием прочитаю!

[COKPOWEHEU]

Основывается данный тип датчиков на пьезо-эффекте, который был открыт в 1954 году Смитом в таких полупроводниках как германий и кремний.

Откуда в кремнии или германии пьезоэффект? Для этого нужно соединение хотя бы с двумя разными атомами, которые могли бы сдвигаться и создавать диполь.
Или имелся в виду не пьезоэлектрический, а пьезорезистивный эффект?
Ну и «пьезоэффект» пишется слитно.

[diakin]

Скорее всего описка.

Прямой [пьезо] эффект был открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 году[1]. Обратный эффект был предугадан в 1881 году Липпманом исходя из термодинамических соображений. В том же году экспериментально открыт братьями Кюри.

©Wiki

В 1954 году К.С. Смит обнаружил и описал пьезорезистивный эффект – изменение электрического сопротивления полупроводника или металла под воздействием механической нагрузки. В отличие от пьезоэлектрического эффекта, пьезорезистивный эффект вызывает изменения только в электрическом сопротивлении, а не в электрическом потенциале.

(Из статьи habr.com/ru/post/401817)

[analog_design]

спасибо за комментарий, действительно допустил неточность.

[COKPOWEHEU]

Ну ее хорошо бы исправить. Заменить «пьезоэлектрический эффект» на «пьезорезистивный» и описание его работы с генерации напряжения на изменение сопротивления.