The paper is dedicated to the design and simulation of micromachined acceleration sensors, which belong to a large family of microelectromechanical systems (MEMS). In particular, it focuses on capacitive accelerometers fabricated using surface micromachining technologies. The primary objective was to develop a methodology for acceleration sensor design with the help of analytical models and multi-dimensional mechanical simulations, used for sensor parameter estimation prior to the fabrication process. It would make the design process dramatically easier and increase the chance of obtaining the specified parameters of the designed accelerometer. The secondary objective was to find out if the measuring of the acceleration-sensitive capacitance through frequency modulation makes it possible to measure the acceleration, despite extremely small capacitance variations of the order of a few fF/g.
PL
Praca poświęcona jest miniaturowym, pojemnościowym czujnikom przyspieszenia, wykonanym w technologii mikromaszynowej powierzchniowej. Rozważane są m. in. zagadnienia związane z estymacją parametrów roboczych tych czujników w fazie projektowania, z wykorzystaniem metod analitycznych oraz wielowymiarowych symulacji mechanicznych, uwzględniających zjawisko oporu powietrza. Ponadto, zaproponowano nową metodologię projektowania tych czujników oraz nowe metody przetwarzania zmian pojemności czujnika, następujących pod wpływem przyspieszenia, na sygnał elektryczny.