aalto1 untyped-item.component.html
Kulmanopeusanturielementin lämpötilariippuvuus ja kohina
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Location:
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
S-108
Degree programme
Language
fi
Pages
80
Series
Abstract
Tässä. diplomityössä. tutkitaan kulmanopeusanturielementin lämpötilariippuvuuksia ja niiden vaikutusta anturin suorituskykyyn, kulmanopeusanturielementin ja esivahvistimen muodostaman kokonaisuuden kohinaa sekä anturielementin epälineaarisuuksia. Tuloksia verrataan autoteollisuuden asettamiin vaatimuksiin. Kulmanopeusanturi vaatii toimiakseen elementin lisäksi elektroniikkaa. Tässä työssä rajoitutaan tutkimaan erillisiä resonaattoreita, joista anturielementti muodostuu ja arvioimaan lopullisten vaatimusten täyttymistä näiden tulosten pohjalta.
Kulmanopeusanturin lämpötilariippuvuudet on jaettu kahteen osaan: mekaanisiin ja sähköisiin ilmiöihin. Mekaaniset lämpötilariippuvuudet aiheutuvat piin mekaanisten ominaisuuksien muutoksista lämpötilan funktiona, anturirakenteen mekaanisesta taipumisesta ja anturin sisällä olevan paineen muutoksista. Tässä työssä tutkittavat sähköiset lämpötilariippuvuudet aiheutuvat anturin sisällä olevien elektrodien pintajännitteen muutoksista. Sähköisistä ilmiöistä tutkitaan lisäksi resonaattoreihin aiheutuvia sähköisiä häviöitä.
Kulmanopeusanturielementin ja esivahvistimen muodostaman systeemin kohina asettaa maksimiarvon anturin suorituskyvylle. Mikromekaanisten anturirakenteiden kohinaa on tutkittu kirjallisuudessa laajasti. Tässä työssä on pyritty selvittämään merkittävimmät kohinalähteet tutkittavalle anturirakenteelle.
Työn teoriaosassa käydään läpi anturin toiminnan perusfysiikkaa ja toimintaa kuvaavien parametrien analyyttinen tarkastelu kirjallisuudesta löytyvien tulosten pohjalta. Laskettuja tuloksia verrataan vastaaville rakenteille mitattuihin tuloksiin.
Kokeellisessa osiossa anturielementin ominaisuuksia on mitattu lämpötila-alueella -30 'C ... + 85 ·C. Kohinaa ja epälineaarisuuksia on mitattu huoneenlämmössä.
Työn tuloksena anturielementin ominaisuuksien lämpötilariippuvuusmekanismit on selvitetty ja riippuvuuksien suuruudet mitattu. Mittauksista saatujen tulosten perusteella anturielementistä voi rakentaa anturin, joka täyttää asetetut vaatimukset niin kohinan kuin lämpötilariippuvuuksien osalta.