Акселерометр нового типа с чувствительностью в 100 раз больше и шумом в 10 раз ниже
Недавно разработанный акселерометр в 100 раз более чувствителен и в 10 раз менее шумный, чем обычные. Он смог достичь уровня разрешения 1 мкг. Он может использоваться в различных приложениях для определения движения, а также в медицине и здравоохранении.
Ожидается, что мировой рынок потребительской электроники к 2024 году превысит 1,8 триллиона долларов. Таким образом, аналитики ожидают значительного роста спроса на акселерометры, электромеханический инструмент, используемый для измерения сил ускорения.
Эти массово выпускаемые миниатюрные инструменты обычно разрабатываются с помощью технологии микроэлектромеханических систем (MEMS), где метод изготовления хорошо известен.
Теперь исследователи из Токийского технологического института и NTT Advanced Technology Corporation разработали новый метод, позволяющий уменьшить размер акселерометров MEMS до менее чем 1/10 при увеличении его чувствительности в 100 раз по сравнению с обычными акселерометрами.
Чтобы разработать эффективный акселерометр, существует компромисс между уменьшением шума и уменьшением размера. Это происходит потому, что механический шум обратно пропорционален контрольной массе (массе движущегося электрода).
В емкостных акселерометрах чувствительность прямо пропорциональна размеру акселерометра. Следовательно, существует также компромисс между увеличением чувствительности и уменьшением размера.
Существующие МЭМС-акселерометры на основе кремния не могут обнаружить незначительный (в масштабе микрогравитации) уровень ускорения на входе.
Новый дизайн
Для разработки акселерометров высокого разрешения исследователи использовали золотой материал: они добавили многослойные металлические конструкции к контрольным массам и пружинным модулям. Получившийся прибор смог достичь уровня разрешения 1 мкГ.
