Микроэлектромеханические системы и элементы (2000,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК 628.9 ББК 31.924 К31 К31 Микроэлектромеханические системы и элементы. – М.: ДМК Пресс, 2018. – 114 с. Кашкаров А. П. ISBN 978-5-97060-596-7 В книге рассматриваются измерительные и силовые электронные датчики: гироскопы и акселерометры, магниточувствительные элементы и тензорезисторы, магнитоэлектронные датчики, а также устройства считывания информации с датчиков. Даны справочные данные, а также показаны инновационные инженерные разработки новых датчиков. Издание предназначено для специалистов отрасли и широкого круга читателей. УДК 628.9 ББК 31.924 Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978-5-97060-596-7 © Кашкаров А. П., 2018 © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2018

Стр.3

СОДЕРЖАНИЕ К читателю ..................................................................................... 6 Преимущество технологии МЭМС ......................................... 8 1 Гироскопы и акселерометры ............................................. 9 1.1. Описание и принцип действия гироскопа .................. 10 1.1.1. Самый простой гироскоп .................................... 11 1.1.2. Виды гироскопов и практическое применение ................................................................... 11 1.2. МЭМС­гироскопы ......................................................... 16 1.2.1. Одноосевой МЭМС­датчик угловой скорости (гироскоп) с вибрирующим кремниевым кольцом ................................................... 17 1.2.2. Емкостной трехосевой МЭМС­акселерометр с цифровым выходом .................................................... 24 1.3. Технологии 3D­МЭМС ................................................... 26 1.3.1. Преимущества технологии «3D­МЭМС» ............. 27 1.3.2. Принцип действия емкостного акселерометра ............................................................... 27 1.4. Производители МЭМС­акселерометров ...................... 30 1.5. Перспективные разработки в области МЭМС ............. 31 1.5.1. Электронный демпфер осадок ............................ 31 1.5.2. Простой прототип электронного демпфера осадок ........................................................... 32 2 Магниточувствительные элементы и тензорезисторы................................................................. 37 2.1. Возможности магниточувствительных элементов .... 38 2.2. Преобразователь магнитного поля.............................. 40 2.2. Магниторезисторы ....................................................... 41 2.2.1. «Монолитные» магниторезисторы ..................... 41 2.3. Датчик Виганда ............................................................. 43 2.4. Магниточувствительные и магнитоуправляемые интегральные схемы ........................................................... 47 2.4.1. Магниточувствительные интегральные схемы .............................................................................. 47

Стр.4

4 СОДЕРЖАНИЕ 2.4.2. Магниточувствительные микросхемы ............... 47 2.4.3. Магнитоуправляемые интегральные схемы ...... 54 2.5. Перспективы и тенденции развития магниточувствительных и магнитоуправляемых микросхем ............................................................................ 57 2.6. Магниточувствительные датчики перемещения ....... 57 2.6.1. Магнитные датчики линейного перемещения ................................................................. 58 2.6.2. Координаточувствительные магнитные датчики .......................................................................... 58 2.6.3. Устройства для определения вектора магнитного поля с применением феррозондов ......... 60 2.6.4. Ориентационный МЭМС­датчик угла наклона .......................................................................... 61 2.7. Тензорезисторы ............................................................. 62 2.7.1. Тензорезисторы как современное решение для разработчиков­метрологов ................................... 62 2.7.2. Преимущества тензорезисторов ......................... 63 2.7.3. Примеры практических электронных модулей для работы с тензорезисторами .................... 65 2.7.4. Характеристики и особенности тензорезисторов ............................................................ 69 2.7.5. Практика применения ......................................... 72 2.8. Полупроводниковые терморезисторы на основе синтетического монокристалла алмаза ............................. 74 3 Магнитоэлектронные датчики ....................................... 75 3.1. Магнитострикционные датчики .................................. 76 3.1.1. Устройство и принцип работы магнитострикционных датчиков ................................. 76 3.1.2. Магнитострикционные датчики разных производителей ............................................................. 79 3.1.3. Магнитострикционные датчики линейного перемещения ................................................................. 80 3.2. Энкодеры ....................................................................... 88 3.3. Ультразвуковые датчики .............................................. 89 3.4. Оптические датчики и световые завесы ..................... 91 3.4.1. Световая завеса .................................................... 92 3.4.2. Оптические датчики: исполнение корпуса LT3 и LG5/LG10 ............................................................... 93

Стр.5

СОДЕРЖАНИЕ 5 3.4.3. Оптические датчики MINI­ARRAY TM – измерительные световые завесы ................................. 93 3.5. Практические конструкции магнитоэлектронных датчиков ............................................................................... 94 3.6. Миниатюрный датчик наклона и сотрясения ............ 98 3.7. Датчик детонации на основе петли Виганда ............ 101 4 Устройства считывания информации и взаимосвязи с датчиками ........................................... 103 4.1. Системы обработки данных ....................................... 104 4.2. Интерфейсная техника ............................................... 104 4.3. Устойчивость микромагнитоэлектронных систем к электромагнитному импульсу ....................................... 105 Литература ................................................................................. 112

Стр.6