8 – Sự kích thích rung động điện áp đầu ra UA (tỉ lệ đến sự rung lắc).
6.4.4. Cảm biến tỷ lệ lắc vi cơ Ứng dụng
Ứng dụng
Trong các xe có chương trình ổn định điện tử (ESP), chuyển động quay của xe quanh trục thẳng đứng được ghi lại bằng các cảm biến tốc độ góc (hoặc tốc độ góc) vi cơ (còn gọi là con quay hồi chuyển) và được áp dụng để kiểm soát động lực học của xe. Chẳng hạn, điều này xảy ra khi vào cua bình thường, nhưng cũng có thể xảy ra khi xe lao đi hoặc trượt bánh. Các cảm biến này có giá cả hợp lý cũng như rất nhỏ gọn. Họ đã loại bỏ các cảm biến cơ khí chính xác cao thông thường. Một lĩnh vực ứng dụng khác là phát hiện lật xe trong bộ điều khiển điện tử túi khí để kích hoạt các biện pháp hạn chế (ví dụ: túi bên / túi khí cửa sổ, thanh lăn) trong trường hợp xe bị lật. Cảm biến tỷ lệ lệch MM2 đã được phát triển đặc biệt cho khu vực này. Chúng đặc biệt thích hợp để phát hiện chuyển động quay quanh trục dọc vì hướng phát hiện được tối ưu hóa của chúng. Chúng cho phép thiết kế rất nhỏ gọn và tiết kiệm không gian lắp đặt trong bộ điều khiển túi khí, được lắp đặt dọc theo trục dọc của xe. Đóng gói phần tử cảm biến và thiết bị điện tử đánh giá cùng nhau trong một vỏ vi mạch tiêu chuẩn góp phần giảm chi phí trong lĩnh vực này.
MM1 cảm biến tỷ lệ lắc vi cơ
Một dạng công nghệ hỗn hợp được áp dụng để đạt được độ chính xác cao cần thiết cho các hệ thống động lực của xe. Đó là, hai phần tử dao động dày hơn một chút (tấm khối lượng) được gia công từ một tấm wafer sử dụng vi cơ số lượng lớn dao động ngược pha với tần số cộng hưởng của chúng, được xác định bởi khối lượng của chúng và độ cứng lò xo khớp nối của chúng (> 2 kHz). Trên mỗi phần tử dao động này, có một cảm biến gia tốc điện dung vi cơ kiểu bề mặt thu nhỏ. Khi chip cảm biến quay quanh trục thẳng đứng của nó với tốc độ góc V, chúng ghi lại gia tốc Coriolis trong phương thẳng đứng của mặt phẳng wafer theo hướng dao động. Các gia tốc này tỷ lệ với tích của tốc độ lệch và vận tốc dao động được duy trì bằng điện tử ở một giá trị không đổi. Để điều khiển cảm biến, tất cả những gì được yêu cầu là một đường dẫn đơn giản, mang dòng điện trên mỗi phần tử dao động. Trong trường nam châm vĩnh cửu B thẳng đứng với bề mặt phoi, phần tử dao động này chịu một lực điện động lực học (Lorentz).
Hình 6. 9 - Cảm biến tỉ lệ rung lắc MM1
Sử dụng một dây dẫn in đơn giản hơn nữa (tiết kiệm trên bề mặt chip), cùng một từ trường được sử dụng để đo trực tiếp vận tốc dao động bằng phương pháp cảm ứng. Cấu trúc vật lý khác nhau của hệ thống truyền động và hệ thống cảm biến nhằm tránh sự kết hợp không mong muốn giữa hai phần. Để triệt tiêu các hiệu ứng gia tốc bên ngoài không mong muốn (tín hiệu chế độ chung), các tín hiệu cảm biến đối nghịch được trừ cho nhau. Các hiệu ứng gia tốc bên ngoài có thể được đo bằng cách áp dụng tính tổng. Cấu trúc vi cơ có độ chính xác cao giúp loại bỏ ảnh hưởng của gia tốc dao động cao, cao hơn một số yếu tố 10 so với gia tốc Coriolis mức thấp (độ nhạy chéo dưới 40 dB). Ở đây, hệ thống truyền động và hệ thống đo lường được tách biệt chặt chẽ với nhau.
1 – Lò xo hồi vị
2 – Bộ phận của nhân tố dao động
Hình 6. 10 - Cảm biến tỉ lệ rung lắc của vi cơ học