Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensori meteo-climatici: Temperatura Umidità aria RHT Sensori magnetici Sensori MEMS inerziali e gyro.

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1 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensori meteo-climatici: Temperatura Umidità aria RHT Sensori magnetici Sensori MEMS inerziali e gyro Biosensori in tecnologia CMOS Sensori di Gas PID, FAIMS Biosensori in tecnologia CNT MEMS Micro Electro Mechanical Systems

2 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici The TI Digital Micromirror 10 um TO PROJECTOR Electrode 1 Electrode 2 Conducting Plate More capacitors! V +-+- V +-+-

3 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici BioMEMS Implantable Drug Delivery System (ChipRX, http://www.chiprx.com/products.html) Lab on a Chip STMicroelectronics, http://www.smalltimes.com/

4 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici My life in MEMS Static charge sensor Microchemical reactor Chemical analysis on the micro scale Switches for microwave communications Thermal control for satellites Microrobotics

5 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Optical Applications Peter Fairley, “The Microphotonics Revolution,” Technology Review, July-August 2000 UC Davis Optical switches Chemical detection Micro-optical benches MIT, Sandia, Honeywell: polychrometer

6 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Parte II

7 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensore di temperatura a termocoppia

8 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensore di temperatura ed attuatore

9 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensore di temperatura a doppio risuonatore

10 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici La variazione della costante di elettrica del dielettrico (poliammide) provoca una variazione di capacità a causa dell’assorbimento di molecole di H 2 O e costituisce una misura indiretta del contenuto volumetrico di H 2 O presente nell’aria. Un impiego tipico è quello di verificare il grado di tenuta di confezioni ermetiche. Sensore di umidità capacitivo

11 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Sensore di umidità capacitivo: realizzazione tecnologica

12 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Processo di fabbricazione strutture 3D

13 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici

14 Forza di contrasto Misura della rotazione Principio dell’Accelerometro/Giroscopio Suspended Mass MEMS Suspended Mass MEMS

15 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Schema di accelerometro digitale

16 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici

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18 Giroscopio Tuning Fork di Draper Principio di funzionameto Forza di Coriolis

19 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Tuning fork gyroscopes contain a pair of masses that are driven to oscillate with equal amplitude but in opposite directions. When rotated, the Coriolis force creates an orthogonal vibration that can be sensed by a variety of mechanisms. The Draper Lab gyro, figure 2, uses comb-type structures to drive the tuning fork into resonance, and rotation about either in-plane axis results in the moving masses to lift, a change that can be detected with capacitive electrodes under the mass. Giroscopio Tuning Fork di Draper Principio di funzionameto

20 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Giroscopio Tuning Fork di Draper 2D

21 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Giroscopio piezoelettrico a piatto vibrante: principio di funzionamento Il piatto è posto in vibrazione lungo l’asse di simmetria z; Le rotazioni secondo gli assi x ed y provocano una inclinazione del piatto che viene rilevata da sensori capacitivi Con un solo piatto vibrante è possibile rilevare rotazioni su due assi

22 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici

23 Giroscopio piezoelettrico a piatto vibrante When the vibrating plate is rotated about an axis perpendicular to the drive voltage, a voltage is produced in the third perpendicular direction. This output voltage is proportional to the angular velocity. It can be proven that the relationship is: VA is the input voltage magnitude, ρ is the PZT density, ω is the input voltage frequency, t is time, a is the plate length perpendicular to the direction of rotation, c is the plate thickness, d31 and d15 are piezoelectric constants, ε11 is the permittivity constant and Ω is the angular velocity

24 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Ipad/iPhone 4 gyro motion sensor STM AGD1 2022 FP6AQ

25 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Giroscopio ad anello risonante

26 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Giroscopio ad anello risonante

27 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Misura della velocità angolare del piede in movimento

28 Dispense del Corso di Micro- NanoSistemi Elettronici Flussimetro MEMS