10.14489/td.2017.04.pp.044-057

2017, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/td.2017.04.pp.044-057

Зусман Г. В.
СОВРЕМЕННЫЕ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ВИБРОДИАГНОСТИКЕ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ
(c. 44 - 57)

Аннотация. Достижения микроэлектромеханики показывают, что она в последнее время превратилась в мощную промышленную индустрию, охватывающую в разной степени большинство областей современной электронной техники. Представлен обзор современного состояния микромеханических преобразователей или систем (МЕМS) и их применения в вибродиагностике и некоторых других областях. По МЕМ-преобразователям дана краткая история вопроса, описаны принцип функционирования, акселерометры и их основные шумовые и частотные характеристики, которые являются определяющими параметрами подобных датчиков для вибродиагностики. Также обсуждаются построенные на основе МЕМ гироскопы, генераторы и стабилизаторы частоты, микрофоны, микроактюаторы и микродвигатели, высокочастотные переключатели и фильтры, микрооптоэлектромеханические устройства и датчики давления.

Ключевые слова: микромеханические преобразователи МЕМ, вибродиагностика.

Zusman G. V.
MODERN MICROELECTROMECHANICAL TRANSMITTERS AND THEIR APPLICATION IN VIBRATION DIAGNOSTICS AND SOME OTHER AREAS
(pp. 44 - 57)

Abstract. MicroElectroMechanical Systems (MEMS) technologies can be used to produce structures, devices and systems on the scale of micrometers. Our goal is to closely look at MEMS and outline the main benefits and limitations of this cutting edge technology specifically for vibration diagnostics. Although there are many technologies available to miniaturize devices, the acronym MEMS is almost universally used to refer to all devices that are produced by micro fabrication or micromachining except Integrated Circuit or other conventional semiconductor devices. Micromachining is any process that deposits, etches or defines materials with minimum features measured in micrometers or less. The general field of miniaturization is known as other names as well, namely MicroSystems Technology (MST) which is popular in Europe, and MicroMachines which is popular in Asia. MEMS represent the combination of semiconductor processing and mechanical engineering, however at a very small scale. MEMS are the integration of mechanical elements such as sensors and actuators with electronics on a common silicon substrate through utilization of micro fabrication technology. In the most basic form, the sensors gather information from the environment through measuring mechanical, thermal, biological, chemical, optical, and magnetic phenomena; the electronics process the information derived from the sensors and hence direct the actuators to respond by moving, positioning, regulating, pumping, and filtering, in order to control the environment for some desired outcome or purpose. This paper presents the overview of MEMS accelerometer parameters important for vibration diagnostics and discusses some other MEMS applications as gyroscopes, frequency generators, microphones, micro engines, high frequency switches and filters, micro-optical systems, harvesters, DLP-technology and pressure sensors.

Keywords: microelectromechanical systems MEMS, vibration diagnostics.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Г. В. Зусман (ЗАО «НИИИН МНПО «Спектр», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

G. V. Zusman (JSC RII “Spectrum”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Косцов Э. Г. Состояние и перспективы микро- и наноэлектромеханики // Автометрия. 2009. Т. 45. № 3. С. 3 – 52.
2. MEMS Journal. URL: www.memsjournal.com
3. Journal of Microelectomechanical Systems. URL: http://eds.ieee.org /journal-of micromechanica.
4. MEMS 2016 IEEE 29th International Conference, January 24 – 28 2016, Shanhai, China. Shanghai, 2016/ 57 p.
5. Sakave S., Yao H., Suzuki T. Applied MEMs Microvibration Sensors and Structural Health Monitoring // Fuji Electric Review. 2011. V. 58. N 1. Р. 32 – 36.
6. Flint J. A., Watson S. J. Condition monitoring of wind turbine blades using MEMS asselerometers / Renewable Energy World Europe (REWE). Viena, 2013. 12 p.
7. Bernstein J., Miller R., Kelley W., Ward P. Low-Noise MEMs Vibration Sensor for Geophysical Applications // Journal of Microelectromechanical Systems. 1999. V. 8. N 4. Р. 433 – 438.
8. Мухуров Н. И., Ефремов Г. И. Электромеханические микроустройства. Минск: Беларуска навука, 2012. 257 с.
9. Laine J., Mougenot D. A high sensitivity MEMs-based asselerometer // The Leading Edge. 2014. Nov. Р. 1234 – 1242.
10. Looney M. An Introduction to MEMS vibration Monitoring // Analog Dialogue 2014. V. 48. N 6. 3 p.

Eng

1. Kostsov E. G. (2009). State and prospects of micro- and nanoelectromechanics. Avtometriia, 45(3), pp. 3-52. [in Russian language]
2. MEMS Journal. Available at: www.memsjournal.com
3. Journal of Microelectomechanical Systems. URL: http://eds.ieee.org /journal-of micromechanica.
4. MEMS 2016. IEEE 29th International Conference.
5. Sakave S., Yao H., Suzuki T. (2011). Applied MEMs micro-vibration sensors and structural health monitoring. Fuji Electric Review, 58(1), pp. 32-36.
6. Flint J. A., Watson S. J. (2013). Condition monitoring of wind turbine blades using MEMS accelerometers. Renewable Energy World Europe (REWE). Vienna.
7. Bernstein J., Miller R., Kelley W., Ward P. (1999). Lownoise MEMs vibration sensor for geophysical applications. Journal of Microelectromechanical Systems, 8(4), pp. 433-438. doi: 10.1109/84.809058
8. Mukhurov N. I., Efremov G. I. (2012). Electromechanical micro devices. Minsk: Belaruska navuka. [in Russian language]
9. Laine J., Mougenot D. (2014). A high sensitivity MEMs-based accelerometer. The Leading Edge, pp. 1234- 1242. doi: 10.1190/tle33111234.1
10. Looney M. (2014). An introduction to MEMS vibration monitoring. Analog Dialogue, 48(6).

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: