Doskonalsze, czulsze przyspieszeniomierze

Doskonalsze, czulsze przyspieszeniomierze

Miniaturowe czujniki zwane przyspieszeniomierzami są wszędzie. Ta prawie nic nie ważąca technologia pozwala mierzyć siłę uderzenia w kask zawodnika, sterować ruchem na autostradzie, analizować uderzenie golfowe, obracać ekran w telefonach komórkowych czy sterować odrzutowcami i rakietami.

Możliwości wykorzystania tych urządzeń do pomiarów są praktycznie nieskończone. Zespół naukowców z Tel Aviv University pracuje obecnie nad tym, by dzięki połączeniu tradycyjnej mechaniki i zaawansowanej elektrotechniki uczynić MEMS jeszcze mniejszymi, tańszymi i bardziej czułymi.

„Rozprzestrzeniające się w otaczających nas urządzeniach miniaturowe czujniki MEMS zmieniają nasze życie.” – stwierdził Slava Krylov of Tel Aviv University.

W swojej ostatniej publikacji, wspólnie z Assafem Ya'akobovitzem, zaprezentowali oni sposób na poprawienie czułości przyspieszeniomierzy dzięki zastosowaniu prostej i efektywnej konstrukcji.

Pokazali oni teoretycznie i praktycznie, jak opracowane przez nich techniki wzmacniania mogą posłużyć do poprawy wydajności mikro przyspieszeniomierzy. Zamiast elektronicznego wzmacniania bardzo słabych sygnałów generowanych przez przyspieszeniomierz, naukowcy zastosowali wzmocnienie mechaniczne. Metoda ta pozwala zmniejszyć szumy i poprawić czułość urządzenia.

Krylov wskazuje, że dziś praktycznie każde urządzenie wykorzystywane w transporcie i komunikacji polega na przyspieszeniomierzach. Wykorzystywane są one w wysokiej klasy nawigacjach samolotów i rakiet, ale także w czujnikach ruchu w iPhone’ach. Natomiast dzięki nowej technice wzmacniania, mogą one znaleźć zastosowanie w zupełnie nowych, niezagospodarowanych dotąd sektorach. Sam rynek bezpieczeństwa samochodów wart jest setki milionów dolarów rocznie.

Urządzenie Krylova wykorzystuje miniaturową elektrodę, krzemowy chip i mechaniczny transformator połączony z czujnikiem optycznym, wzmacniający najmniejszą zmianę przyspieszenia. Obecnie, urządzenia ma około milimetra średnicy, może być jednak jeszcze mniejsze. „zawsze lepiej być mniejszym.” – powiedział Krylov wyjaśniając, że precyzja urządzenia jest szczególnie istotna podczas misji kosmicznych, gdy nawet najmniejsze odchylenie może oznaczać katastrofę.

(lk)