< Terug naar vorige pagina

Project

Modus-gelokaliseerde versnellingsmeter die werkt bij cryogene temperaturen

In de afgelopen jaren is mode-gelokaliseerd MEMS-onderzoek toegenomen. Deze huidige focus heeft zijn wortels in de substantiële verbetering in gevoeligheid (tot 3 magnitude-ordes) en common-mode afwijzingsmogelijkheden van deze apparaten, in vergelijking met reguliere frequentieverschuivings-MEMS. Deze ontwikkelingen vinden toepassingen in inertie- (versnellingsmeters, gyroscopen) en gravimetrische sensoren - apparaten die in een breed scala van gebieden worden gebruikt, van de auto-industrie tot smartphones, IoT-toepassingen en detectie van zwaartekrachtgolven. Bij het ontwerpen van een sensor is het doel om de gevoeligheid van het apparaat voor de gewenste variabele te verbeteren en de gevoeligheid voor andere maatregelen tot een minimum te beperken. Op resonantiefrequentie gebaseerde apparaten zijn naar voren gekomen als betrouwbare apparatuur om kleine, lineaire structurele verstoringen in de micromechanische structuren te detecteren, maar een niet-gecompenseerde resonantiefrequentie-uitgang maakt dergelijke sensoren niet alleen gevoelig voor de te meten factor, maar ook voor andere ongewenste omgevingsveranderingen. zoals temperatuur en druk. Om deze reden zijn geavanceerde compensatietechnieken vereist om de gewenste hoge nauwkeurigheid te bereiken. Trillingsmodus-gelokaliseerde MEMS komen naar voren als een middel om een output te bereiken die niet alleen zeer ongevoelig is voor temperatuur- en drukveranderingen, maar ook ordes van grootte gevoeliger voor de gewenste belasting. Zwaartekrachtgolfdetectoren hebben bijvoorbeeld speciale sensoren nodig om zeer nauwkeurige metingen van de restbeweging van mechanische componenten uit te voeren - het koelen van dergelijke componenten bij cryogene temperaturen maakt de bijna volledige eliminatie van thermische ruis mogelijk. Door het potentieel van modus-gelokaliseerde versnellingsmeters te combineren met de bewezen ruisonderdrukking en prestatiebevorderende cryogene temperaturen, wordt de mogelijkheid van wetenschappelijke vooruitgang bij de detectie van zwaartekrachtgolven een realiteit.

Datum:4 jan 2021 →  Heden
Trefwoorden:mode-localization, coupled resonators, MEMS, MEMS accelerometer, inertial sensors, cryogenic temperature, gravitational waves
Disciplines:Micro- en nano-elektromechanische systemen
Project type:PhD project