Studio delle caratteristiche dell'accelerometro. Portale di notizie e analisi "Il tempo dell'elettronica". Obiettivi del lavoro di tesi

Se negli anni passati le novità tecnologiche domestiche più interessanti erano principalmente legate a Software, poi nel 2019 sono successe molte cose interessanti nel campo dell'hardware. Inoltre, lo Stato ha intrapreso con decisione la sostituzione delle importazioni, e non solo del software.

Le agenzie governative hanno addirittura rovinato le piattaforme T nel 2019: l’azienda è in agonia, “l’80% dei dipendenti si licenzia”, il sito web è stato disattivato

All'inesauribile flusso di problemi dell'azienda T-Platforms, il cui fondatore e amministratore delegato è in stato di detenzione, si aggiunge una massiccia riduzione del personale. L'organizzazione non ha abbastanza soldi non solo per gli stipendi, ma forse anche per sostenere il sito web aziendale, scrive CNews.

Rostec vuole creare chip russi per Bluetooth, Wi-Fi, NFC e Internet delle cose

Rostec propone di sviluppare chip in Russia per tecnologie senza fili Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, NFC, LPWAN, NB-IoT e Thread. Dovrebbero esserci anche sistemi proprietari su chip per l’Internet delle cose e le stazioni base LPWAN. Gli investimenti totali nello sviluppo dell’Internet delle cose in Russia fino al 2030 ammonteranno a oltre 200 miliardi di rubli.

Kaspersky sta lavorando al primo chip in Russia per accelerare l'intelligenza artificiale

Kaspersky Lab ha firmato un accordo di cooperazione strategica con lo sviluppatore del primo processore neuromorfico russo per l'accelerazione hardware di sistemi dotati di intelligenza artificiale. Il chip consentirà l'elaborazione locale di grandi quantità di dati e consentirà di addestrare ulteriormente le reti neurali durante il funzionamento.

La Russia ha bisogno di Mir, meglio se di tutto: in Russia saranno tenuti a preinstallare Mir Pay sugli smartphone al posto di Apple Pay e Google Pay

Izvestia riferisce che il Servizio federale antimonopolio (FAS) sta valutando la possibilità di rendere il servizio Mir Pay un'applicazione obbligatoria per la preinstallazione sui dispositivi elettronici venduti in Russia. A giudicare dalle tendenze dell'ultimo anno, tale iniziativa dovrebbe essere approvata dalle autorità del paese.

Il mancato lancio di quasi la metà dei satelliti di Roscosmos è stato spiegato dalle sanzioni sui microcircuiti resistenti alle radiazioni e dall'indisponibilità di OneWeb

Roscosmos non ha completato 45 lanci principalmente a causa dell'indisponibilità di veicoli spaziali di OneWeb e del Ministero della Difesa, ha affermato il CEO Società russa Dmitry Rogozin, commentando la dichiarazione del vice primo ministro Yuri Borisov secondo cui quest’anno i programmi di lancio spaziale della Russia sono stati completati “poco più del 50%”. Lo riferisce la Tass.

Una caratteristica degli accelerometri micromeccanici è la produzione predominante degli elementi sensibili di questi dispositivi da materiali basati sulla tecnologia del silicio, che determina: dimensioni e peso ridotti dell'accelerometro, la possibilità di utilizzare la tecnologia di produzione di gruppo e, quindi, un basso costo di produzione in produzione di massa, alta affidabilità nel funzionamento.

Uno dei motivi principali che causano l'errore di misurazione di un accelerometro micromeccanico è il cambiamento della temperatura ambiente. Ulteriore spostamento dello zero dovuto alle variazioni della temperatura ambiente:

Dove K T - deriva termica dello spostamento dello zero dell'accelerometro; ?T è la variazione di temperatura durante il test, T è la velocità di variazione della temperatura; t - tempo di prova.

È noto che l'accuratezza delle misure è limitata non solo dall'errore sistematico, ma anche dalla composizione spettrale del rumore di misura. Ad esempio, le misurazioni effettuate dai sensori MEMS contengono un rumore di sfarfallio che colora il rumore di misurazione.

Il rumore flicker (rumore in eccesso) è una fluttuazione anomala caratterizzata da una dipendenza inversamente proporzionale della densità spettrale di potenza dalla frequenza, a differenza del rumore bianco, la cui densità spettrale è costante. Il rumore dello sfarfallio è stato rilevato come lenti cambiamenti caotici nell'emissione termica dei catodi tubi a vuoto, chiamato “effetto sfarfallio”. Successivamente, furono scoperte fluttuazioni con le stesse proprietà in molti parametri fisico-chimici, biologici e persino sistemi sociali. Attualmente, il termine “rumore di sfarfallio”, insieme al termine meno conveniente ma più adeguato “rumore 1/f”, così come il termine “macrofluttuazioni”, viene utilizzato per denotare fluttuazioni anomale in sistemi complessi. Un tipo di rumore flicker è il rumore pulsato (esplosivo) osservato nei semiconduttori; cambiamenti graduali nel livello del segnale con intervalli di tempo distribuiti casualmente tra i cambiamenti di livello. La sua densità spettrale di potenza aumenta al diminuire della frequenza, limita la possibilità di aumentare la precisione mediante la media e non consente di ridurre a zero la componente casuale dell'errore. Inoltre, nei sensori digitali c'è sempre un'interferenza con la frequenza del generatore di clock, che dà colore anche al rumore bianco.

Gli accelerometri, come i giroscopi, soffrono di offset e derive di offset, errori di disallineamento, derive di temperatura e accelerazione, non linearità (chiamato errore VRE) e deriva di sensibilità. Le caratteristiche più importanti degli accelerometri per loro analisi comparativa sono il bias e le sue derive, l’instabilità del bias e il rumore. Possono essere presi in considerazione anche la deriva della sensibilità, il VRE e altri parametri.

Qualsiasi spostamento dell'accelerometro in assenza di accelerazione durante la doppia integrazione provoca un errore di velocità proporzionale al tempo di integrazione e un errore nella posizione calcolata che aumenta quadraticamente con il tempo. Uno spostamento incontrollato dello zero provoca uno spostamento del vettore accelerazione rispetto alla sua vera direzione, e questo vale non solo per i sensori di accelerazione lineare, ma anche per l'accelerazione gravitazionale, che deve essere sottratta dall'uscita totale dell'accelerometro. Nei sistemi di navigazione inerziale, la deriva del bias dell'accelerometro contribuisce in modo significativo all'errore nei calcoli di velocità e posizione. Quando si misura l'orientamento, i più significativi sono gli errori angolari nel calcolo delle inclinazioni nelle direzioni longitudinale e trasversale.

L'instabilità dello spostamento del sensore rappresenta variazioni casuali dello spostamento calcolate su un intervallo di tempo specifico come valori medi. Questo parametro viene calcolato utilizzando il metodo Allan per un sensore stazionario. All'aumentare del tempo di media, il rumore in uscita diminuisce e la pendenza raggiunge un punto minimo per poi aumentare nuovamente. Il punto minimo sulla curva di Allan rappresenta l'instabilità dello spostamento, indicata nelle specifiche dell'accelerometro in mg o μg. Più basso è il valore di questo parametro, minore è l'errore nel calcolo della velocità, della posizione e dell'orientamento. L'instabilità del bias dell'accelerometro nella maggior parte delle specifiche è definita dai produttori come la migliore prestazione ottenuta in condizioni di laboratorio (a 20 °C e senza influenze meccaniche). La stabilità dello spostamento in condizioni reali rappresenta la deriva massima dell'errore di spostamento residuo dopo la compensazione dell'influenza di fattori esterni: temperatura, urti, vibrazioni, invecchiamento.

Come accennato in precedenza, i MEMS si dividono in due tipologie: sensori e attuatori. Uno dei tipi di sensori più utilizzati sono i sensori di movimento, che a loro volta si dividono in accelerometri (sensori di accelerazione) e giroscopi (sensori di rotazione). L'utilizzo di questi dispositivi oggi è molto ampio: telefoni, comunicatori, console di gioco, fotocamere e laptop sono sempre più dotati di sensori simili. IN cellulari e console video, la sensibilità ai movimenti dell'utente viene utilizzata principalmente per l'intrattenimento. Ma nei computer portatili, gli accelerometri svolgono una funzione molto utile: rilevano il momento in cui HDD potrebbero danneggiarsi a causa di un urto e parcheggiare le testine dei dischi. Nelle apparecchiature fotografiche, l'uso dei sensori di movimento non è meno importante: è sulla base che funzionano i sistemi onesti di stabilizzazione dell'immagine.

Le case automobilistiche (che sono state le prime a provare questo tipo di dispositivo nell'industria di massa) utilizzano attivamente i sensori di movimento da diversi decenni, ad esempio negli airbag e nei sistemi di frenatura antibloccaggio. Quindi i chip corrispondenti sono stati sviluppati molto tempo fa, sono prodotti da un numero di aziende grandi e relativamente piccole e sono prodotti in quantità tali che i prezzi sono stati a lungo ridotti al minimo in modo affidabile. Un tipico accelerometro MEMS oggi costa pochi dollari al pezzo.

In presenza di accelerazione, il peso si sposta rispetto alla parte stazionaria dell'accelerometro. La piastra del condensatore attaccata al peso si muove rispetto alla piastra sulla parte stazionaria. Cambia la capacità, mentre la carica rimane la stessa, cambia la tensione: questa variazione può essere misurata e si può calcolare lo spostamento del peso. Da dove, conoscendone i parametri di massa e sospensione, è facile trovare l'accelerazione desiderata. In pratica, gli accelerometri MEMS sono progettati in modo tale che non sia così facile separare i componenti - peso, sospensione, alloggiamento e piastre del condensatore - gli uni dagli altri. In realtà, la bellezza dei MEMS sta nel fatto che nella maggior parte dei casi è possibile (o meglio, semplicemente necessario) combinare più oggetti contemporaneamente in una parte.

In termini di architettura, un dispositivo MEMS è costituito da diversi componenti meccanici interagenti e da un microprocessore che elabora i dati ricevuti da questi componenti.

Quando si tratta di tecnologie di produzione MEMS, vengono utilizzati diversi approcci principali. Si tratta di microlavorazione volumetrica, microlavorazione superficiale, tecnologia LIGA (Litographie, Galvanoformung e Abformung) e attacco ionico reattivo profondo. La lavorazione in massa è considerata il metodo più conveniente per produrre MEMS. La sua essenza sta nel fatto che le aree di materiale non necessarie vengono rimosse dal wafer di silicio mediante incisione chimica, a seguito della quale sul wafer rimangono solo i meccanismi necessari. L'attacco con ioni reattivi profondi replica quasi completamente il processo di microlavorazione di massa, tranne per il fatto che viene utilizzato l'attacco al plasma invece dell'attacco chimico per creare meccanismi. L'esatto opposto di questi due processi è il processo di microlavorazione superficiale, in cui i meccanismi necessari vengono "cresciuti" su un wafer di silicio depositando successivamente film sottili. Infine, la tecnologia LIGA utilizza tecniche di litografia a raggi X per creare meccanismi significativamente più alti che larghi.

Dettagli Pubblicato il 27/12/2019

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Prova l'accesso a EBS Ibooks.ru

Dettagli Pubblicato il 12/03/2019

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"Genrikh Osipovich Graftio - nel 150° anniversario della sua nascita"

Dettagli Pubblicato il 12/02/2019

Cari lettori! Nella sezione “Mostre Virtuali” è presente la nuova mostra virtuale “Henrikh Osipovich Graftio”. Il 2019 segna il 150° anniversario della nascita di Genrikh Osipovich, uno dei fondatori dell'industria idroelettrica nel nostro Paese. Uno scienziato enciclopedista, un ingegnere di talento e un eccezionale organizzatore, Genrikh Osipovich ha dato un enorme contributo allo sviluppo dell'energia domestica.

La mostra è stata preparata dai dipendenti del dipartimento di letteratura scientifica della biblioteca. La mostra presenta le opere di Genrikh Osipovich dal fondo storico LETI e le pubblicazioni su di lui.

È possibile visionare la mostra

Testare l'accesso al sistema bibliotecario elettronico IPRbooks

Dettagli Pubblicato l'11/11/2019

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