Основные инструменты контроля и управления качеством

78 10.06-32.192 Исследование амплитудно-частотных и нелинейных характеристик микроакселерометров: Тез.[10 Конференция молодых ученых _І Навигация и управление движением І, Санкт-Петербург, 11-14 марта, 2008] / Шевченко С. Ю. // Гироскопия и навигация. – 2008. – № 2. – с. 103.

Показана возможность  снятия амплитудно-частотной и исследования нелинейности и выходной характеристик  микромеханических акселерометров в гравитационном поле Земли с использованием разработанной мини-центрифуги МЦ-01. Приводятся результаты экспериментальных исследований и предложены модели основных погрешностей, возникающих при реализации динамических методов измерений. Для акселерометров серии ADXL получены значения масштабного коэффициента, коэф. нелинейных искажений (клирфактор) и амплитудно-частотной характеристики.

79 10.06-32.194 Математическая модель микромеханического акселерометра с реверсивной системой терморегулирования на термобатареях Пельтье: Тез. _[10 Конференция молодых ученых _І Навигация и управление движением_І, Санкт-Петербург, 11-14 марта, 2008_] / Барулина М. А., Джашитов В. Э. // Гироскопия и навигация. – 2008. – № 2. – с. 102.

Объектом исследования является разрабатываемый в НИИФИ г. Пенза  прецизионный микромех. акселерометр, функционирующий в условиях сложных  нестационарных температурных воздействий, находящихся в широком диапазоне (от -65 до +65°C) и имеющих распределенные источники тепловыделения внутри датчика. Целью работы является создание мат. модели микромех. акселерометра с реверсивной системой терморегулирования. Для разработки мат. модели использовался модифицированный метод тепловых балансов и законы хладопроизводства и тепловыделения термобатарей Пельтье. На основе построенной математической модели создан программный комплекс для компьютерного моделирования и визуализации результатов экспериментов. Компьютерное моделирование показало, что применение предложенной системы терморегулирования позволяет, при энергопотреблении не превышающем единиц Ватт, поддерживать температуру чувствительного элемента с точностью не хуже 20 ⁰С при различных видах температурных воздействий.

 80 10.09-32.256 Исследование микромеханических акселерометров на основе имитационных моделей: Докл. _[6 Республиканская научно-техническая конференция молодых специалистов _ІЭлектроника, электромеханика и электротехнологии_І (ЭМС-08), Чебоксары, 7-8 окт., 2008_] / Архипов А. В. // Тр. Акад. электротехн. наук Чуваш. Респ. – 2008. – № 1. – с. 116.

В качестве измерителей углов  наклона широко используются датчики  линейного ускорения – акселерометры. Наиболее современными являются интегральные датчики, изготавливаемые на кристалле  кремния, по технологии iMEMS (интегрированные  микроэлектромех. системы). Рассмотрены: основные виды погрешностей микромех. акселерометров, способы их компенсации; имитационные модели коррекции микромех. акселерометров компании Analog Devices, построенные  в системе Maltlab. Проведен анализ результатов  теор. расчетов и реально полученных характеристик микромех. акселерометров, приведены результаты, полученные при  помощи имитационной модели коррекции MEMS акселерометров, построенной в  системе Matlab.

81 10.10-32.58 МЭМС в автоматизации // Датчики и системы. – 2008. – № 4. – с. 63-65.

Микроэлектромеханические  системы (МЭМС) воплощают в себе новейшую полупроводниковую технологию, охватывающую подвижные элементы и электронику  в единой микросхеме. Среди МЭМС-датчиков наибольшее влияние на промышленную автоматизацию оказали датчики давления и инерциальные датчики, такие как акселерометры и гироскопы. Применение технологии МЭМС особенно эффективно в промышленных роботах, поскольку ее можно использовать в тактильных датчиках, навигации или датчиках зазора.                           

 

2009

 

82 Новые акселерометры компании STMicroelectronics. / Юдин А. // Компоненты и технологии – 2009. – №2. – с. 28-31

В статье рассматриваются  основные характеристики и особенности  новых датчиков ускорения движения (акселерометров) компании STMicroelectronics, а также возможные области  их применения.

83 МЭМС-технологии. Простое и доступное решение сложных системных задач. / Сысоева С. // Электроника: Наука, Технология, Бизнес – 2009. – № 7. – с. 80-89

В статье рассмотрены достоинства  МЭМС-технологий. Приведены способы  изготовления МЭМС: объемная и поверхностная  микрообработка. Рассмотрены классы корпусов МЭМС-элементов, области применения акселерометров и рекомендации по выбору.

84 Датчики давления МИДА для систем коммерческого учета энергоносителей / Стучебников В.М. // Датчики и системы – 2009. – № 4. – с.38-40

Представлен ряд датчиков давления серии МИДА, разработанный  промышленной группой МИДА. Рассмотрены  особенности и технические характеристики этих датчиков.

85 Тонкопленочные микроэлектромеханические системы. Классификация и обобщенные системные модели датчиков давления на их основе /Белозубов Е.М., Белозубова Н.Е., Васильев В.А. // Датчики и системы – 2009. – № 3. – с. 6-11

Рассмотрены тонкопленочные тензорезисторные и емкостные микроэлектромеханические системы (МЭМС), предложена их классификация, представлены обобщенные системные модели тонкопленочных емкостных датчиков давления при их использовании в качестве чувствительных элементов соответствующих МЭМС.

86 МЭМС-датчики движения от STMicroelectronics: акселерометры и гироскопы / Джафер Меджахед // Электронные компоненты – 2009. – № 12. – с.53-57

Большая популярность МЭМС-акселерометров и гироскопов обусловлена их широким  потенциалом для использования  как в бытовой, так и в промышленной технике. МЭМС-датчики широко применяются  и в автомобильной промышленности для управления подушками безопасности, и в охранной сигнализации, в навигационных  системах для исчисления пройденного  пути или определения маршрута следования. С 2008 г. компания STMicroelectronics занимает лидирующие позиции в производстве МЭМС-датчиков движения для портативной и бытовой электроники, охранных, автомобильных и навигационных систем.

 

Из реферативных журналов "Метрология и измерительная техника"

 

87 10.04-32.464 Технология микроэлектромеханических систем / Тосиеси Е. // Seisan kenkyu = Mon. J. Inst. Ind. Sci. Univ. Tokyo. - 2009. – 61. – № 3. – с. 176.

88 10.03-32.238П Микроэлектронный датчик абсолютного давления и чувствительный элемент абсолютного давления: Пат. 2362133 Россия, МПКG 01 L 9/04 (2006.01)H 01 L 29/84 (2006.01) / Данилова Н. Л., Панков В. В., Суханов В. С.; Гос. Учрежд. Науч.-произв. комплекс Технол. центр Моск. Гос. ин-та электрон. техники. - № 2007148423/28; Заявл. 27.12.2007; Опубл. 20.07.2009

Изобретение относится к  измерительной технике и предназначено  для обеспечения высокоточного  измерения абсолютного давления в широком диапазоне температур и давлений. Техн. результатом изобретения  является обеспечение защиты микроэлектронного  датчика от воздействия окружающей среды, а также повышение его  надежности, работоспособности и  стабильности.

89 10.06-32.176 STMicroelectronics-мировой лидер в производстве датчиков движения / Райхман А. // Новости электрон. – 2009. – № 2. – с. 31.

Интегральные акселерометры, гироскопы и датчики перемещения, входящие в эту группу, основаны на MEMS-технологиях и применяются  в производстве портативной и  бытовой электроники и др. Большая  популярность MEMS-акселерометров и гироскопов обусловлена широким полем использования  как в бытовой так и индустриальной технике. Приведены краткие технические  характеристики нескольких приборов, выпускаемых компанией.

90 10.09-32.106 Первичные преобразователи для микродатчиков ускорения и давления на алмазных материалах / Алтухов А. А., Митягин А. Ю., Могучев А. В., Митягина А. Б. // Технол. и конструир. в электрон. аппаратуре. – 2009. – № 4. – с. 27-29, 63.

Описана методика расчета  и эксперим. способ определения основных параметров микродатчиков. Рассчитанные значения емкости первичных преобразователей датчиков хорошо согласуются с эксперим. значениями. Установлено, что емкость  практически линейно зависит  от измеряемого параметра

91 10.12-32.205 Поликремниевый МЭМС-акселерометр для измерения ударных ускорений. Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования. Polysilicon MEMS accelerometers exposed to shocks: numerical-experimental investigation / Ghisi Aldo, Kalicinski Stanislaw, Mariani Stefano, De Wolf Ingrid, Corigliano Alberto // J. Micromech. and Microeng. : Structures, Devices and Systems. - 2009. - 19, № 3. - С. 035023/1-035023/12.

Разработан пьезорезисторный акселерометр для измерения ударных  ускорений с пьезорезисторами из поликристаллического кремния, изготавливаемый  по технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС). Исследования характеристик  акселерометра производились при  измерениях ударных ускорений в  пределах 90-5500 g. Проводилось математическое моделирование акселерометра как прибора с двумя степенями свободы, основной целью которого являлось определение его динамических характеристик. Поскольку характеристика преобразования акселерометра была нелинейной и между результатами экспериментальных и теоретических исследований существовали небольшие расхождения, было получено удовлетворительное совпадение основных свойств, связанных с его передаточной характеристикой, которые определялись результатами экспериментальных и теоретических исследований. Акселерометр сохранял свою работоспособность при перегрузках ударными импульсными ускорениями в 100 раз превышающими наибольшие измеряемые ускорения.

 

 

2010

 

92 Микроэлектронные датчики физических величин на основе МЭМС-технологий / Козин С., Федулов А., Пауткин В., Баринов И. // Компоненты и технологии – 2010. – № 1. – с.24-27

В статье приводятся примеры  реализации разработанных в ОАО  «НИИФИ» конструктивно-технологических  решений (КТР) объемных кремниевых микроэлектромеханических структур (МЭМС). МЭМС необходимы при  создании широкой номенклатуры микроэлектронных датчиков физических величин для  ракетно-космической техники и  общепромышленного применения.

93 Русская Ассоциация МЭМС – шаг вперед на пути развития МЭМС-технологий в России / Урманов Д. М.  // Датчики и системы – 2010. – № 10. –с.73-75

В статье рассказывается о  создании в России Русской Ассоциации МЭМС, ее деятельности и расширении связей между российскими специалистами-разработчиками МЭМС-технологий и их зарубежными  партнерами.

94 Новые МЭМС-датчики STMicroelectronics / Староверов К. // Новости электроники – 2010. – № 6. – с.24-26

С 2008 г. компания STMicroelectronics (STM), занимает лидирующие позиции в производстве МЭМС-датчиков движения. Успех компании связан с передовыми рабочими характеристиками их продукции, которые дополняются малыми габаритами, простой применения, экономичностью и адекватной стоимостью. Ассортимент МЭМС-датчиков компании STM преимущественно составляют акселерометры и гироскопы, позволяющие контролировать параметры линейных и угловых перемещений, соответственно.

95 Ключевые сегменты рынка МЭМС-компонентов. Акселерометры /Сысоева С. // Компоненты и технологии – 2010. – № 3. – с. 20-26

В статье приводится обзор  новых компонентов, применений, технологий MEMS. Среди МЭМС-компонентов сегодня  доминируют датчики инерции, комбинированное  использование в которых многих достижений технологий дает возможность  производителям компонентов и оборудования предлагать разработчикам не только более гибкую архитектуру устройств (в сравнении с традиционной ASIC-моделью), но и улучшать их свойства. Компании демонстрируют свои новые MEMS-продукты, характеризующиеся постоянно повышающимися  рабочими характеристиками, что и  объясняет их массовую экспансию  на различные сегменты рынка.

 

 

 

 

                          Статистический анализ полученных результатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Общее количество статей по годам

 

 

 

Рисунок 2 – Количество статей в журналах, посвященных рассмотрению микроэлектронных датчиков механических величин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Количество статей авторов, занимающихся рассмотрением  микроэлектронных датчиков механических величин

 

Современные датчики как  источники информации определяют качество информационно-измерительных приборов и систем, управляющих сложными производственно-технологическими объектами. Из многих тысяч физических величин, подлежащих контролю и измерению, особенно востребованы следующие: давление (абсолютное давление и разность, пульсация  давления, акустическое давление, абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление); температура; ускорение линейное и угловое, вибрация, удары; перемещение  линейное и угловое, обороты; расход объемный и массовый4 уровень; деформации, сила, крутящий момент. Анализ развития датчиков и приборов на их основе показывает, что возможности выполнения задач, решаемых различными видами техники, в  значительной степени зависят от эффективности использования датчиков. В будущем эта зависимость  увеличится с ростом потребности  в получении больших объемов  высококачественной информации и развитием  технологии датчиков в направлении  повышения их функциональных возможностей.

 

Проведем анализ полученных результатов.

Из рисунка 1 видим, что  наибольшее количество статей, посвященных  рассмотрению микроэлектронных датчиков механических величин, было в 2005 и 2007 годах.

Из рисунка 2 видим, что  наибольшее количество статей, посвященных  рассмотрению микроэлектронных датчиков механических величин, было опубликовано в журнале «Датчики и системы».

Из рисунка 3 видим, что  Михайлов П.Г. является автором наибольшего  числа статей, посвященных рассмотрению микроэлектронных датчиков механических величин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Б. Доклад «Анализ научной периодической печати по разделу

 «Микроэлектронные  сенсоры. Перспективы развития»»

 

          Датчики – это устройства, преобразующие входной сигнал или физическое воздействие в электрический сигнал. Под микроэлектронными датчиками (МЭД) в современных технических системах обычно подразумевают ряд датчиков (сенсоров), изготавливаемых групповыми методами  микроэлектронной технологии. Микроэлектронные датчики в сравнении с традиционными датчиками обладают расширенными функциональными возможностями.

Современный датчик должен иметь малые габариты и массу, высокую чувствительность, хорошую  температурную стабильность и возможность  предоставления выходной информации в цифровом виде.