MEMS-Beschleunigungsmesser

MEMS-Beschleunigungsmesser werden dort verwendet, wo Linearbewegungen, also entweder Bewegungen, Stöße oder Vibrationen, ohne einen festen Bezugspunkt gemessen werden sollen.  Sie messen die lineare Beschleunigung des Objekts, an dem sie angebracht sind. Beschleunigung wird in m/s^-2 gemessen, aber die Konvention für Beschleunigungsmesser lautet 'g', oder Schwerkrafteinheiten, wobei 1 g 9,81 m/s^-2 sind.

Alle Beschleunigungsmesser arbeiten auf dem Prinzip einer an einer Feder angebrachten Masse. Wird das Objekt, an dem es befestigt ist, beschleunigt, hat die Masse aufgrund ihrer Trägheit die Tendenz, feststehend zu bleiben, und somit wird die Feder gedehnt oder zusammengedrückt. Die dadurch entstehende Kraft wird erfasst und entspricht der zugeführten Beschleunigung.

 

Im zweiachsigen Gemini™ -MEMS-Beschleunigungsmesser sowie in dem Beschleunigungsmesser in seinem Orion™-MEMS-Kombisensor von Silicon Sensing wird die präzise Linearbeschleunigungserfassung in zwei orthogonalen Achsen durch ein Paar Silizium-MEMS-Detektoren bewerkstelligt, die durch gefederte 'Prüf'-Massen ausgebildet sind. Jede Masse stellt die sich bewegende Scheibe einer variablen Kapazität bereit, die durch eine Reihe von verschränkten 'Fingern' ausgebildet wird.  

Wenn der Sensor entlang seiner empfindlichen Achse einer linearen Beschleunigung ausgesetzt wird, neigt die definiert aufgehängte Masse aufgrund ihrer eigenen Trägheit dazu der Bewegung zu widerstehen, wodurch die Masse und ihre Finger mit Bezug auf die feststehenden Elektrodenfinger verlagert werden.  Gas zwischen den Fingern sorgt für einen dämpfenden Effekt. Diese Verlagerung induziert eine differentielle Kapazität zwischen den sich bewegenden und den feststehenden Siliziumfingern, die proportional zu der zugeführten Beschleunigung ist.