CODICO - YOUR COMPONENT DESIGN-IN COMPANY

MURATA: 3D MEMS

29.04.2014  Sensoren   MURATA

Auf der 3-D-Technologie basierende mikroelektromechanische Systeme

Zunehmend werden MEMS-Gyroskope und Beschleunigungsmesser in einer breiten Palette von elektronischen Consumer-Produkten eingesetzt und bilden jetzt einen wesentlichen Teil der verschiedensten Steuerungssysteme.

Die von MURATA hergestellten MEMS-Gyroskope und Beschleunigungsmesser beruhen auf einer kapazitiven Erkennungstechnik, bei der sich der Kapazitätswert einer oder mehrerer Kondensatoren unter dem Einfluss mechanischer Einwirkungen ändert. Zum Erfassen der Schwerkraft und der Beschleunigung enthält der Beschleunigungssensor eine oder mehrere (bei mehrachsigen Sensoren) Prüfmassen. Die auf die Prüfmasse und Siliziumfeder einwirkende Kraft wird so ausgelenkt, dass die Beschleunigung als Änderung des Abstands zwischen einem oder mehreren Kondensatorplattenpaaren registriert werden kann. Mit dieser Technologie lassen sich unterschiedliche Dämpfungseigenschaften realisieren, indem man den Gasdruck in dem Hohlraum, in dem sich die Prüfmasse befindet, variiert. Mehrachsige Sensorelemente werden hergestellt, indem man den Schwerpunkt der Prüfmasse gegenüber der Federaufhängung verschiebt und damit die Drehachse verlagert. Die aus Silizium-Einkristallen hergestellten Federn zeichnen sich durch eine sehr stabile Übertragungsfunktion aus, und die Temperaturabhängigkeit der Verstärkung liegt nah an der Elastizitätskonstante von Silizium, d.h. <=1 % oberhalb von 100 °C, was sich leicht kompensieren lässt. Die symmetrischen Strukturen sorgen für interne Selbstkompensations-Effekte, was eine hohe Nullpunkt-Stabilität über Zeit und Temperatur zur Folge hat. Das vom Sensorelement kommende starke Signal vereinfacht das Design der Schnittstellen-Elektronik und ermöglicht eine Optimierung mit dem Ziel einer geringen Leistungsaufnahme, einer sehr hohen Auflösung oder einer hohen Geschwindigkeit (wenig Filterung).

Der Keiselsensor - auch Gyroskop genannt - beruht auf dem Coriolis-Effekt. Zu diesem Zweck wird eine Prüfmasse in eine rotierende (in diesem Fall auch schwingende) Bewegung versetzt. Eine externe rotierende Bewegung um eine Achse senkrecht zur Bewegungsachse der Prüfmasse erzeugt eine Kraft, die proportional zur schwingenden Bewegung und zur Winkelgeschwindigkeit ist und senkrecht zu beiden steht. Diese Corioliskraft wird mithilfe einer synchronen kapazitiven Erfassung detektiert. Symmetrische Strukturen sorgen hier für Stabilität und eine geringere gegenseitige Empfindlichkeit für lineare oder Winkelbeschleunigungen.

Das Angebot von MURATA umfasst folgende MEMS-Bauteile:

Die auf der firmeneigenen 3D MEMS-Technik beruhenden Beschleunigungsmesser weisen eine Reihe ausgezeichneter Produktmerkmale auf, die den höchsten Anforderungen gerecht werden. Das Sensorelement und die Auswertungselektronik (im ASIC) ist in einem Dual-in-line- oder einem Dual-in-flat-line-Kunststoffgehäuse mit Anschlüssen für SMD-Bestückung oder für Reflow-Löten untergebracht. Eine Silicongelschicht schützt das Gehäuse gegen Witterungseinflüsse, so dass die Geräte auch in einer nassen Umgebung und bei starken Temperaturwechseln ausgezeichnet und zuverlässig funktionieren. Darüber hinaus ermöglicht das robuste Sensorelement mit gedämpfter Frequenzreaktion hervorragende Leistungen auch in einer rauen und vibrationsreichen Umgebung.

Neigungsmesssensoren eignen sich optimal für hochpräzise Nivellierungs- und Neigungsmessgeräte. Höchste Präzision liefert die SCA103T-Serie, in der ein Differenzmessprinzip eingesetzt wird, um etwaige Gleichtakt- und Rauschstörungen auszugleichen. 

Durch die beste Schockbeständigkeit am MEMS-Markt lassen sich auch in bewegten Maschinen, in Fahrzeugen, Flugzeugen, Baumaschinen und Handgeräten problemlos Messungen vornehmen.

Gyroskope und Kombisensoren (Gyroskop und Beschleunigungsmesser in einem Gehäuse) beruhen auf der bewährten 3D MEMS-Technik von MURATA und hoch integrierter Elektronik. Industrietaugliche Gyroskope zeichnen sich durch hohe Leistungsfähigkeit aus, die vorher typischerweise nur teure Modelle boten. Die Sensorelemente und die Messschaltung befinden sich in einem Silicongel-geschützten Dual-in-line (DIL)-Gehäuse mit rostfreiem Metalldeckel.

MURATA besitzt umfassende Erfahrungen und profundes Know How in zahlreichen Anwendungsbereichen, wie zB:

Gesundheitsbereich

-  Positionierungsanwendungen für Diagnostik- und Behandlungseinrichtungen:
hochpräzise Positionierung von Einrichtungen, wie z. B. Operationstischen, Prothesen und bildgebenden medizinisch-technischen Anlagen
-  Patientenüberwachungsgeräte: Bewegungs- und Positionsüberwachung 

Instrumente

- Neigungsmessung für elektronische Nivellierungs- und Rotations-Laser
- Neigungsmessung für Distometer und Hypsometer
- Neigungsmessung für die Kompensierung des Skalen-Neigungswinkels
- Systeme zur Überwachung des Behälterfüllstands und des Prozessdrucks
- Neigungsmessung für Radeinstellungssysteme
- Neigungsmessung in einer dynamischen Umgebung
- Avionik-Ausrüstung
- Bohrtechnik

Schwerfahrzeuge


- Präzise Navigation für Autolenksysteme für landwirtschaftliche Maschinen
- Plattform-Nivellierung für Forst- und Baumaschinen
- Neigungsmessung für Bagger-Ausleger und Schaufel
- Neigungsmessung für die Getriebesteuerung von Nutzfahrzeugen
- Dynamische Plattform-Nivellierung

Imp_01_2014_P04_Murata_MEMS_Gyro.jpg
P04_Grafik1.jpg
P04_Grafik2.jpg
Coriolikraft
P04_Grafik3.jpg
Beschleunigungsmesser
Imp_01_2014_P04_Murata_MEMS_Bild4.JPG
Neigungsmesser
Imp_01_2014_P04_Murata_MEMS_Bild5.JPG
Gyroskope & Kombisensoren

Diese Website verwendet Cookies um Ihnen den bestmöglichen Service zu bieten. Durch die Benutzung dieser Website sind Sie mit der Verwendung von Cookies einverstanden.
Mehr Informationen erhalten Sie hier

Nicht mehr anzeigen