Mikromekaanisessa kiihtyvyysanturissa tapahtuvan varautumisilmiön mittaaminen

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Roininen, Ville
dc.contributor.author Lemström, Sofia
dc.date.accessioned 2016-03-29T11:01:54Z
dc.date.available 2016-03-29T11:01:54Z
dc.date.issued 2016-02-15
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19898
dc.description.abstract Tässä työssä tutkittiin tribosähköistä ilmiötä ja van der Waalsin voimia, sekä niiden vaikutusta kiihtyvyysanturin käyttäytymiseen. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, miten kiihtyvyysanturielementti varautuu ylikuormitustilanteessa ja mitkä asiat vaikuttavat varauksen purkautumiseen. Tässä työssä laskettiin, että tribosähköinen varautuminen voi selittää kiihtyvyysantureiden ulostulon muutoksen yli-kuormitustilanteessa. Teoreettinen tribosähköisen ilmiön synnyttämä varaus on samaa suuruusluokkaa kuin varaus, joka tarvitaan kiihtyvyysantureissa havaittuun ulostulon muutokseen. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin varautumisen lämpötilariippuvuutta lämpötila-alueella -40–80 °C. Mittauksista huomattiin, että ulostulon muutos ja palautumisaika iskusta ovat voimakkaasti lämpötilariippuvaisia. Ulostulon muutos nelinkertaistui ja palautumisaika muuttui kaksikymmentäkertaiseksi siirryttäessä huoneenlämmöstä -40 °C lämpötilaan. Tämän todettiin johtuvat DLC-kalvon lämpötilariippuvaisesta resistiivisyydestä. Mitatut ulostulon muutokset ja palautumisajat lämpötila-alueella -40–80 °C pyrittiin mallintamaan hyödyntäen DLC-kalvon resistiivisyyttä. Iskussa syntyneen varauksen arvioitiin pienenevän eksponentiaalisesti aikavakiolla RC. Mallinnetut käyrät vastasivat kohtuullisen hyvin mitattuja tuloksia koko lämpötila-alueella. fi
dc.description.abstract The purpose of this thesis was to study the triboelectric effect and the van der Waals forces, and their impact on the accelerometer behavior. In this thesis it has been calculated, that the triboelectric effect can explain the offset drift seen in accelerometers in overload situations. The theoretical triboelectric charge is of the same order of magnitude as the charge required for offset drift. In the experimental part, the temperature dependency of charging was studied in the temperature range of -40–80 °C. The experimental studies confirmed, that the offset drift and recovery time of the output signal are highly temperature dependent. The offset drift increased fourfold and the recovery time increased twentyfold when the temperature was dropped from room temperature to -40 °C. This was found to result from the highly temperature dependent resistivity of DLC films. The measured offset drifts and recovery times in the temperature range of -40–80 °C were modeled utilizing the resistivity of DLC films. The charge resulting from a hit was estimated to decrease exponentially with the RC time constant. The modeled curves corresponded reasonably well to the measured results over the whole temperature range. en
dc.format.extent 9+64
dc.language.iso fi en
dc.title Mikromekaanisessa kiihtyvyysanturissa tapahtuvan varautumisilmiön mittaaminen fi
dc.title Measurement of the charging phenomena in a micromechanical accelerometer en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword kiihtyvyysanturi fi
dc.subject.keyword varautuminen fi
dc.subject.keyword tribosähköinen ilmiö fi
dc.subject.keyword van der Waalsin voima fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201603291521
dc.programme.major Bioniikka fi
dc.programme.mcode S3006 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Sepponen, Raimo
dc.programme EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka (TS2005) fi
dc.location P1 fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account