Badania doświadczalne czujnika MEMS przy wykorzystaniu wibrometru laserowego

• Autorzy: Kasprowiak M. , Jasiewicz M. , Powałka B. , Parus A.

Warianty tytułu

EN

Experimental testing of MEMS pressure sensor using laser vibrometer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono problematykę doświadczalnych badań dynamicznych mikroukładów elektromechanicznych (MEMS) na przykładzie czujnika ciśnienia. Zaprezentowano stanowisko badawcze wykorzystujące wibrometr laserowy. W związku z trudnościami wymuszania dynamicznego MEMS zaproponowano metodę wzbudzania układu za pomocą przetwornika piezoelektrycznego a następnie porównano i omówiono wyniki badań uzyskanych przy zastosowaniu różnych sygnałów wymuszających.

EN

The growth of technological capabilities in the field of manufacturing and machining of microelectromechanical systems (MEMS) results in the trend toward devices miniaturization. In many applications it is necessary to carry out experiments of MEMS (e.g. dynamic parameters identification), which in conjunction with miniature dimensions, turns out difficult [1]. Problematic is both a dynamic excitation of such structures vibrations recording. The paper presents the process and results of dynamic testing of MEMS structure using laser vibrometer. Section 2 presents test object, the pressure sensor, which was chosen due to the presence of a flexible diaphragm having a distinct form of vibration. In Section 3 the test stand, consisting of laser vibrometer, microscope, a PC with dedicated Polytec software and Signal Generator is described [3]. Due to impossibility of application of standard dynamic excitation (e.g. impact test or shaker) the piezoelectric transducer was proposed as an alternative [6]. The software enables generating both deterministic signals (e.g. Sine wave, Sweep, Square) as well as non-deterministic (Pseudo Random, Random Burst) by a signal generator coupled to the power supply. Section 4 includes the course of research and in Section 5 the comparison of test results for all applied excitation signals is presented. The summary and conclusions can be found in Section 6.

Słowa kluczowe

PL

badania doświadczalne; czujnik ciśnienia MEMS; wibrometr laserowy

EN

experimental tests; MEMS pressure sensor; laser vibrometer

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 12
• Strony: 1084--1086
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kasprowiak M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Technologii Mechanicznej, 70-310 Szczecin, Al. Piastów 17

autor

Jasiewicz M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Technologii Mechanicznej, 70-310 Szczecin, Al. Piastów 17

autor

Powałka B.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Technologii Mechanicznej, 70-310 Szczecin, Al. Piastów 17

autor

Parus A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Technologii Mechanicznej, 70-310 Szczecin, Al. Piastów 17

Bibliografia

• [1] Łuczak S.: Doświadczalne wyznaczanie wybranych parametrów akcelerometrów MEMS – metodyka badań doświadczalnych. PAK, vol. 57, s. 1321-1324, 2011.
• [2] Malif N., Williams K.: Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering. Artech House, ISBN: 1-58053-590-9, s. 89-94, 2004.
• [3] Rembe Ch., Kant R., Muller R. S.: Optical Measurement Methods to Study Dynamic Behavior in MEMS. Microsystems Engineering: Metrology and Inspection, SPIE: 4400, 2001.
• [4] Materiały informacyjne firmy Polytec GmbH: MSA-500 Entery Data sheet.
• [5] Waszczuk-Młyńska A., Radkowski S.: Drgania płyty, model analityczny i jego weryfikacja za pomocą wibrometru laserowego. Zeszyty naukowe instytutu pojazdów, 4(95)/2013, s. 169-176, 2013.
• [6] Kolpekwar A., Blanton R. D.: Development of MEMS Testing Methodology. International Test Conference, ISBN: 0-7803-4209- 7/97, s. 923-931, Washington, 1997.
• [7] Materiały informacyjne firmy Polytec GmbH: MSA-500 Micro System Analyzer Brochure.
• [8] Materiały informacyjne firmy Piezosystem Jena GmbH: Piezocomposite – stack type actuators series Pst.
• [9] Materiały informacyjne firmy PiezoMechanik GmbH: Main catalogue: Electronic supplies for piezomechanics – technical data.