Принцип работы тепловых акселерометров компании MEMSIC

Принцип работы тепловых акселерометров основывается на тепловой конвекции и заключается в измерении величины смещения шара нагретого воздуха (сейсмической массы) при его движении с ускорением в герметичной воздушной полости над полупроводниковой подложкой в корпусе датчика.

Миниатюрность и отсутствие твердотельных движущихся масс позволяют сохранить работоспособность акселерометров при перегрузках в 25000 g (некоторые акселерометры выдерживают 50000 g), что доказано проведенными лабораторными испытаниями. (Теоретический предел перегрузок находится на уровне в 100000 g).

<Сердцем> тепловых акселерометров, разработанных компанией MEMSIC, является размещенный на полупроводниковой подложке блок с нагревательным элементом и симметрично расположенными вокруг него термопарами.

При подаче напряжения питания над нагревательным элементом образуется область нагретого воздуха шарообразной формы. Максимальная температура газа в герметич- ной полости будет приходиться на центр этой области и постепенно спадать по мере удаления от нагревательного элемента.

Расположенные вокруг нагревательного элемента термопары регистрируют температуру окружающего их воздуха и формируют сигнал для схемы его обработки.

В статическом режиме (в отсутствие ускорения) температура воздуха над термопарами будет постоянной.

При приложении к акселерометру внешнего воздействия, например, силы ускорения или вибрации, область нагретого воздуха, расположенная над центром нагревательного элемента, смещается в сторону направления воздействия, поскольку плотность холодного воздуха вокруг шара выше, чем тепло- го воздуха над нагревательным элементом.

В результате термопарами будет зафиксировано изменение температуры окружающего их воздуха (температурный градиент), влияющее на их сопротивление. С выходов дифференциальной конфигурации термопар, подобной мосту Уитстона, снимается дифференциальный сигнал, пропорциональный ускорению, по разности значений которого определяется величина и направление внешнего воздействия. Полученный сигнал поступает на схему обработки, для его усиления, фильтрации шумов и формирования выходного сигнала в соответствии с требуемой спецификацией акселерометра.

Контрактное производство

Линии поставок