Capteurs M&NEMS
Technologie générique pour la réalisation d'accéléromètres, de capteurs de pression
et de gyromètres mems haute performance
Qu'est-ce que M&NEMS
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Pour dépasser les limites des technologie MEMS existante, le CEA-Leti a développé un nouveau mode de conception et de détection combinant les systèmes micro et nano-électromécaniques (M & NEMS). Un MEMS utilise l’électricité comme source d’énergie en vue de réaliser une fonction de capteur ou actionneur. Dans notre cas, il s’agit d’une technologie multiaccéléromètres, gyromètres et capteurs de pression.
Utilisé en tant que capteur, un MEMS possède une partie mobile sensible à la variation d’une grandeur physique (ex : vitesse, pression, direction). Cette variation est alors traduite en une grandeur électrique, analysée ensuite par la partie électronique du MEMS. Il possède parfois un micro-actionneur intégré qui, à partir d’un signal électrique, va agir sur la partie mécanique.
Applications
Cette technologie trouve des applications dans une multitude de marchés :
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Environnement
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Secteur du médical
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Secteur de l’industrie / robotique
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Automobile
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Défense
Nouveautés :
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La technologie M&NEMS est basée sur une détection piezorésistive à base de nanofils de silicium (les nanojauges).
Lorsque le composant subit une sollicitation extérieure: une accélération, une pression ou une rotation, le mouvement d’une masse mobile (accéléromètre/ gyromètre) ou d’une membrane (pression), induit par le biais d’un bras de levier ou de transmission des contraintes sur les nanojauges : la nanojauge 1 se compresse tandis que la nanojauge 2 s’étire. La résistance électrique des nanojauges varie (effet pieozorésistif). En mesurant cette variation de résistance en mode différentiel par le biais d’un montage dit en pont de Wheastone, il est possible de remonter précisément à la valeur de l’accélération.
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Comparativement aux éléments sensibles capacitifs existants dans les MEMS, les éléments sensibles en nanofils de silicium présentent de nombreux avantages:
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Une réponse linéaire alors même que la détection capacitive est fortement non linéaire
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Une moindre sensibilité aux capacités parasites, ce qui simplifie grandement les circuits électroniques d’interface et l’assemblage
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De meilleures performances grâce à la concentration des contraintes dans une section de jauges très réduite.