MEMS-magnetometrin kapasitiivisen lukuelektroniikan kehittäminen
Latonen, Teemu (2011)
Latonen, Teemu
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201102032000
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201102032000
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja valmistettiin MEMS-magnetometrille soveltuva kapasitiivinen lukuelektroniikka. Magnetometrin sisäinen rakenne on esitelty ja pohdittu anturin mahdollisia sovelluskohteita. Lisäksi työssä on esitelty MEMS-tekniikkaa ja sen hyötyjä sekä ongelmia ja perehdytty mekaanisen resonanssin hyödyntämiseen MEMS-komponenteissa.
Työssä on esitelty myös magneettikentän voimakkuuden mittauksiin yleisesti käytössä olevia tekniikoita. Insinöörityössä rakennettiin kolme kapasitanssin mittaamiseen soveltuvaa piiriä, joista parhaiten toimiva valittiin käytettäväksi magnetometrin lukuelektroniikkana. Piirin rakentamisen lisäksi suoritettiin sen toimintaan liittyvät mittaukset kohinan analysoimiseksi ja resoluution selvittämiseksi.
Lukuelektroniikaksi valittiin piiri, joka perustuu lock in -vahvistimeen ja magnetometrin ylikuulumista kompensoivaan elektroniikkaan. Resoluution todettiin riittävän virtail-maisimeksi, mutta olevan vielä riittämätön kompassisovelluksiin. MEMS-magnetometri-komponenttien tuotantoprosessin todettiin olevan vielä kehitysvaiheessa ja seuraavilla tuotantokierroksilla saataisiin jo paremmin toimivia antureita.
Työssä on esitelty myös magneettikentän voimakkuuden mittauksiin yleisesti käytössä olevia tekniikoita. Insinöörityössä rakennettiin kolme kapasitanssin mittaamiseen soveltuvaa piiriä, joista parhaiten toimiva valittiin käytettäväksi magnetometrin lukuelektroniikkana. Piirin rakentamisen lisäksi suoritettiin sen toimintaan liittyvät mittaukset kohinan analysoimiseksi ja resoluution selvittämiseksi.
Lukuelektroniikaksi valittiin piiri, joka perustuu lock in -vahvistimeen ja magnetometrin ylikuulumista kompensoivaan elektroniikkaan. Resoluution todettiin riittävän virtail-maisimeksi, mutta olevan vielä riittämätön kompassisovelluksiin. MEMS-magnetometri-komponenttien tuotantoprosessin todettiin olevan vielä kehitysvaiheessa ja seuraavilla tuotantokierroksilla saataisiin jo paremmin toimivia antureita.