Area minimization of a three-axis separate mass capacitive accelerometer using the ThELMA process

Briffa, Ansel; Gatt, Edward; Micallef, Joseph; Grech, Ivan; Casha, Owen; Darmanin, Jean Marie

doi:10.1109/eurocon.2013.6625269

Cited by 9 publications

(6 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…They utilize the properties of opposed plate capacitors. One plate of each capacitor is fixed, and the other is attached to a seismic mass between springs [ 27 ]. Multiple pairs of capacitors are used with the same seismic mass, as shown in Figure 1 .…”

Section: The Mems Accelerometermentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Lightweight Thermal Compensation Technique for MEMS Capacitive Accelerometer Oriented to Quasi-Static Measurements

Martinez¹,

Asiain²,

Beltrán

2021

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

The application of MEMS capacitive accelerometers is limited by its thermal dependence, and each accelerometer must be individually calibrated to improve its performance. In this work, a light calibration method based on theoretical studies is proposed to obtain two characteristic parameters of the sensor’s operation: the temperature drift of bias and the temperature drift of scale factor. This method requires less data to obtain the characteristic parameters, allowing a faster calibration. Furthermore, using an equation with fewer parameters reduces the computational cost of compensation. After studying six accelerometers, model LIS3DSH, their characteristic parameters are obtained in a temperature range between 15 °C and 55 °C. It is observed that the Temperature Drift of Bias (TDB) is the parameter with the greatest influence on thermal drift, reaching 1.3 mg/°C. The Temperature Drift of Scale Factor (TDSF) is always negative and ranges between 0 and −400 ppm/°C. With these parameters, the thermal drifts are compensated in tests with 20 °C of thermal variation. An average improvement of 47% was observed. In the axes where the thermal drift was greater than 1 mg/°C, the improvement was greater than 80%. Other sensor behaviors have also been analyzed, such as temporal drift (up to 1 mg/h for three hours) and self-heating (2–3 °C in the first hours with the corresponding drift). Thermal compensation has been found to reduce the effect of the latter in the first hours after power-up of the sensor by 43%.

show abstract

Section: The Mems Accelerometermentioning

confidence: 99%

“…To allow for the third sensitive axis, another sensing technique has to be used. There are multiple ways to allow this perpendicular axis sensitivity, for example, the torsional springs technique [ 27 ]. This way a triaxial accelerometer can be fabricated in one plane.…”

Section: The Mems Accelerometermentioning

confidence: 99%

Lightweight Thermal Compensation Technique for MEMS Capacitive Accelerometer Oriented to Quasi-Static Measurements

Martinez¹,

Asiain²,

Beltrán

2021

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In this direction, a lot of work is done: many authors showed optimization procedures for the capacitive accelerometers (see [4] and [5] ) and several algorithms are available to produce an optimized design of capacitive MEMS (see [6] and [7] ).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Non linear response and optimization of a new z-axis resonant micro-accelerometer

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

“…Прямоугольная складчатая балка (пружина) микромеханического акселерометра рассмотрена в работах [3][4][5]. В [4] показаны два типа конструкций складчатой пружины, рассчитаны коэффициенты жесткости складча-той пружины с прямоугольной и круглой формами сечения балок.…”

Section: National Research University Of Electronic Technology Moscounclassified

Study on Rigidity Coefficient of Silicon Beams of Micromechanical Resonance Accelerometers

Thura¹,

Simonov²,

Тимошенков³

2017

PofUE

View full text Add to dashboard Cite

При создании микромеханических резонансных акселерометров не-обходимо обеспечить высокую чувствительность прибора, которая непо-средственно связана с амплитудой отклонения инерционной массы под действием ускорения. Увеличение инерционной массы приводит к повы-шению чувствительности датчика. Использование различных подвесов обеспечивает высокую чувствительность датчика при малых размерах инерционной массы.Представлена математическая модель прямоугольной складчатой кремниевой балки микромеханического резонансного акселерометра, по-лучено соотношение для определения коэффициента жесткости складча-той пружины, применяемой в ряде конструкций микромеханических дат-чиков, приведены результаты расчета ее параметров. С помощью программы ANSYS проведено моделирование складчатой балки, подтвер-дившее результаты расчета. Результаты расчета коэффициента жесткости складчатой балки сравниваются с данными из других источников. Учет остаточного напряжения (до 100 МПа) показал снижение деформации балки на 2,92-3,7 % в зависимости от ориентации кремния.Использование складчатых балок компактных размеров позволяет по-высить эффективность работы резонатора, добиться большего смещения в направлении воздействия ускорения и стабильности положения инерци-онной массы в других направлениях, учитывая гибкость и жесткость в разных направлениях.Ключевые слова: складчатая балка; микромеханический резонансный акселе-рометр; инерционная масса; подвесы; гибкость; жесткость.

show abstract

Area minimization of a three-axis separate mass capacitive accelerometer using the ThELMA process

Cited by 9 publications

References 7 publications

Lightweight Thermal Compensation Technique for MEMS Capacitive Accelerometer Oriented to Quasi-Static Measurements

Lightweight Thermal Compensation Technique for MEMS Capacitive Accelerometer Oriented to Quasi-Static Measurements

Non linear response and optimization of a new z-axis resonant micro-accelerometer

Study on Rigidity Coefficient of Silicon Beams of Micromechanical Resonance Accelerometers

Contact Info

Product

Resources

About