haku: @keyword kiihtyvyysanturi / yhteensä: 49
viite: 5 / 49
| Tekijä: | Lemström, Sofia |
| Työn nimi: | Mikromekaanisessa kiihtyvyysanturissa tapahtuvan varautumisilmiön mittaaminen |
| Measurement of the charging phenomena in a micromechanical accelerometer | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | 9+64 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Sähkötekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Bioniikka (S3006) |
| Valvoja: | Sepponen, Raimo |
| Ohjaaja: | Roininen, Ville |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201603291521 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 3558 | Arkisto |
| Avainsanat: | accelerometer charging triboelectric effect van der Waals force kiihtyvyysanturi varautuminen tribosähköinen ilmiö van der Waalsin voima |
| Tiivistelmä (fin): | Tässä työssä tutkittiin tribosähköistä ilmiötä ja van der Waalsin voimia, sekä niiden vaikutusta kiihtyvyysanturin käyttäytymiseen. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, miten kiihtyvyysanturielementti varautuu ylikuormitustilanteessa ja mitkä asiat vaikuttavat varauksen purkautumiseen. Tässä työssä laskettiin, että tribosähköinen varautuminen voi selittää kiihtyvyysantureiden ulostulon muutoksen yli-kuormitustilanteessa. Teoreettinen tribosähköisen ilmiön synnyttämä varaus on samaa suuruusluokkaa kuin varaus, joka tarvitaan kiihtyvyysantureissa havaittuun ulostulon muutokseen. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin varautumisen lämpötilariippuvuutta lämpötila-alueella -40-80 °C. Mittauksista huomattiin, että ulostulon muutos ja palautumisaika iskusta ovat voimakkaasti lämpötilariippuvaisia. Ulostulon muutos nelinkertaistui ja palautumisaika muuttui kaksikymmentäkertaiseksi siirryttäessä huoneenlämmöstä -40 °C lämpötilaan. Tämän todettiin johtuvat DLC-kalvon lämpötilariippuvaisesta resistiivisyydestä. Mitatut ulostulon muutokset ja palautumisajat lämpötila-alueella -40-80 °C pyrittiin mallintamaan hyödyntäen DLC-kalvon resistiivisyyttä. Iskussa syntyneen varauksen arvioitiin pienenevän eksponentiaalisesti aikavakiolla RC. Mallinnetut käyrät vastasivat kohtuullisen hyvin mitattuja tuloksia koko lämpötila-alueella. |
| Tiivistelmä (eng): | The purpose of this thesis was to study the triboelectric effect and the van der Waals forces, and their impact on the accelerometer behavior. In this thesis it has been calculated, that the triboelectric effect can explain the offset drift seen in accelerometers in overload situations. The theoretical triboelectric charge is of the same order of magnitude as the charge required for offset drift. In the experimental part, the temperature dependency of charging was studied in the temperature range of -40-80 °C. The experimental studies confirmed, that the offset drift and recovery time of the output signal are highly temperature dependent. The offset drift increased fourfold and the recovery time increased twentyfold when the temperature was dropped from room temperature to -40 °C. This was found to result from the highly temperature dependent resistivity of DLC films. The measured offset drifts and recovery times in the temperature range of -40-80 °C were modeled utilizing the resistivity of DLC films. The charge resulting from a hit was estimated to decrease exponentially with the RC time constant. The modeled curves corresponded reasonably well to the measured results over the whole temperature range. |
| ED: | 2016-04-17 |
INSSI tietueen numero: 53333
+ lisää koriin
INSSI