Badania doświadczalne czujnika MEMS przy wykorzystaniu wibrometru laserowego

W artykule przedstawiono problematykę doświadczalnych badań dynamicznych mikroukładów elektromechanicznych (MEMS) na przykładzie czujnika ciśnienia. Zaprezentowano stanowisko badawcze wykorzystujące wibrometr laserowy. W związku z trudnościami wymuszania dynamicznego MEMS zaproponowano metodę wzbudzania układu za pomocą przetwornika piezoelektrycznego a następnie porównano i omówiono wyniki badań uzyskanych przy zastosowaniu różnych sygnałów wymuszających.

The growth of technological capabilities in the field of manufacturing and machining of microelectromechanical systems (MEMS) results in the trend toward devices miniaturization. In many applications it is necessary to carry out experiments of MEMS (e.g. dynamic parameters identification), which in conjunction with miniature dimensions, turns out difficult [1]. Problematic is both a dynamic excitation of such structures vibrations recording. The paper presents the process and results of dynamic testing of MEMS structure using laser vibrometer. Section 2 presents test object, the pressure sensor, which was chosen due to the presence of a flexible diaphragm having a distinct form of vibration. In Section 3 the test stand, consisting of laser vibrometer, microscope, a PC with dedicated Polytec software and Signal Generator is described [3]. Due to impossibility of application of standard dynamic excitation (e.g. impact test or shaker) the piezoelectric transducer was proposed as an alternative [6]. The software enables generating both deterministic signals (e.g. Sine wave, Sweep, Square) as well as non-deterministic (Pseudo Random, Random Burst) by a signal generator coupled to the power supply. Section 4 includes the course of research and in Section 5 the comparison of test results for all applied excitation signals is presented. The summary and conclusions can be found in Section 6.