ідентично акселерометр. Просто в них значення прискорень по осях перераховуються в значення кутів повороту - конструкція приблизно та ж, але на виході інша величина.
Малюнок 1.3.- Фотографія гіроскоп L3G4200D
На малюнках 1.2 і 1.3 представлені подібні пристрої. Наример, гіроскоп L3G4200D виробництва ST Microelectronics використовується в iPhone 4.
Крім конденсаторних датчиків, існують MEMS-акселерометри, що використовують інші принципи. Наприклад, датчики, засновані на п'єзоефекті. Замість зміщення обкладок конденсатора, в акселерометрах такого типу відбувається тиск грузика на п'єзокристал. Основний принцип той же, що і в пьезозажігалка - під впливом деформації п'єзоелемент виробляє струм. З значення напруги, знаючи параметри системи, можна знайти силу, з якою грузик тисне на кристал - і, відповідно, розрахувати шукане прискорення.
Малюнок 1.4.- Основний принцип роботи акселерометрів на п'єзоелементах
Є й більш незвичайний тип MEMS-акселерометрів - термальні датчики прискорення. У них в якості основного об'єкта використовується гарячий бульбашка повітря. При русі пухирець відхиляється від центру системи, це відстежується датчиками температури. Чим далі змістився бульбашка - тим більше величина прискорення.
Менш популярний в статтях і обговореннях, але набагато більш масовий тип MEMS-пристроїв - мікроскопічні мікрофони . Найбільш поширеними системами цього типу є ті, які засновані на конденсаторному принципі.
Вони відрізняються простим пристроєм. Принципово важливих елементів у такому мікрофоні всього два: це гнучка обкладка - мембрана, і товща, нерухома обкладка. Під впливом тиску повітря мембрана зміщується, змінюється ємність між обкладинками - при постійному заряді змінюється напруга. Ці дані перераховуються в амплітуди і частоти звукової хвилі.
Щоб мінімізувати вплив тиску повітря на нерухому обкладку, ця обкладка перфорується. Крім того, під нею робиться порівняно велика ніша з обов'язковим вентиляційним отвором. Ідея в тому, що єдиним рухомим елементом у системі в ідеалі повинна бути мембрана - і тільки вона.
Як і у випадку з акселерометрами, тут може бути використаний п'єзоефект - в цьому випадку під мембраною ставиться п'єзокристал. Далі - як і у випадку п'єзоакселерометрів: тиск повітря передається мембраною на п'єзоелемент, під цим впливом кристал виробляє струм. Напруга вимірюється і переводиться в амплітуду і частоту звуку.
Схожі принципи використовується і для датчиків тиску . Можна виділити одну область, яка є найбільш цікавою і найбільш специфічною для датчиків тиску, заснованих на MEMS-технології. Це медицина. Тут розмір дійсно має значення. Якщо в якій-небудь трубопровід цілком можна вбудувати «звичайний», макроскопічний датчик, то з кровоносною судиною такий фокус, очевидно, не вийде. Тут потрібні дуже і дуже компактні рішення.
Зрозуміло, в медицині затребувані не тільки датчики тиску. Існує безліч мікроскопічних біодатчиків, що вимірюють масу різноманітних величин - від температури до рівня глюкози. Є й більш несподівані пристрої, на зразок мікроскопічних систем подачі ліків. І, звичайно, є купа цікавих прототипів, багато з яких в принципі не мають аналогів серед звичайних пристроїв.
Не менш, а може навіть і більш цікаво застосування актуаторов. Це дуже мініатюрні пристрої здатні виконувати безліч покладених на них завдань практично будь-якого типу. Одні з найяскравіших представників пристроїв з MEMS-актуаторами - DLP-проектори (DLP - Digital Light Processing) [2] [3]. В основі цих проекторів лежить відносно велика - за загальним розміром готового чіпа - мікроелектромеханічна система під назвою DMD (Digital Micromirror Device, цифрове мікродзеркальних пристрій). Це ексклюзивна розробка одного з гігантів напівпровідникової індустрії, компанії Texas Instruments.
DMD -чіпом являє собою матрицю мікродзеркал, кількість осередків в якій одно вирішенню підсумкового пристрою. Скажімо, для дозволу 1920х1080 - трохи більше 2 мільйонів. Кожне мікродзеркала - крихітна алюмінієва пластинка розміром порядку 10? 10 мікрон (Малюнок 1.5.).
Малюнок 1.5.- Дзеркала DLP системи розміром 10х10 мікрон кожне
Дзеркало спочиває на порівняно масивної майданчику, яка прикріплена до тоншої і більш гнучкою, ніж інші деталі системи, смужці - підвісу - натягнутою між опорами. У двох інших кутах підстави, не зайнятих опорами, розташовані електроди, які за рахунок кулоновской сили можуть притягувати один з країв дзеркала. Таким чином, дзеркало може нахилятися в одну...
