Przyspieszeniomierz z wyświetlaczem cyfrowym
Przyspieszeniomierze rezonansowe mają często formę systemów mikroelektromechanicznych (MEMS), mierzących przyspieszenie poprzez wykrywanie różnicy częstotliwości rezonansowych dwóch rezonatorów. Ponieważ urządzenia te są także odporne na promieniowanie jonizacyjne, nadają się także do zastosowań kosmicznych. Jak dotąd stworzono jednak niewiele układów scalonych umożliwiających odczyt przyspieszeniomierzy MEMS, a te, które istnieją, najczęściej nie posiadają cyfrowych wyświetlaczy. W tym kontekście w ramach finansowanego ze środków UE projektu RESACC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Development of a readout circuit for a resonant accelerometer) opracowano wyspecjalizowany układ scalony (ASIC) do rezonansowego przyspieszeniomierza MEMS. W ramach projektu RESACC na jednym chipie połączono interfejs czujnika analogowego i wyjście cyfrowe. Pomiar przesuwu częstotliwości urządzenia MEMS dostarcza danych wejściowych dla układu ASIC, umożliwiając generowanie odczytu cyfrowego przyspieszenia. Główny nacisk położono na architekturę interfejsu czujnika oraz szczegółowe specyfikacje dla każdego bloku w ASIC. Każdy z dwóch bloków oscylatora jest podłączony do rezonatora urządzenia MEMS. Układ ASIC jest też wyposażony w blok tłumiący. W systemie nie ma za to mniej ważnych elementów, takich jak oscylator, regulator napięcia czy pamięć nieulotna, zamiast których używane są komponenty zewnętrzne. W trakcie prac specyfikacyjnych zespół zbudował modele oscylatora i bloków tłumiących. Ponadto opracowano projekt układu ASIC. Zaprojektowano wszystkie bloki składowe układu, przetestowano każdy z nich oraz zmontowano je w celu przeprowadzenia testów na kompletnym urządzeniu. W ramach projektu RESACC powstał czujnikowy układ scalony z wyjściem cyfrowym, który pozwoli zmniejszyć zużycie energii przez wysokowydajne przyspieszeniomierze do wartości poniżej 100 mW. Układ ASIC wykazał się zadowalającymi parametrami funkcjonalnymi, akustycznymi i termicznymi, a dodatkowo posłużył za model do sprawdzenia poprawności koncepcji, w tym systemu MEMS. ASIC mogą znaleźć zastosowanie w budownictwie, gdzie oparte na przyspieszeniomierzu czujniki byłyby stosowane do monitorowania stanu konstrukcji dużych budynków, mostów i tuneli. Można je też wykorzystać w pojazdach, w których czujniki i połączenia czujników odgrywają coraz istotniejszą rolę w kontekście bezpieczeństwa i komfortu pasażerów. Przemysł maszynowy może wykorzystać układy ASIC do skutecznego monitorowania i konserwacji przy pomocy zminiaturyzowanych czujników i połączeń czujnikowych. Jeżeli chodzi o zastosowanie w dziedzinie sportu, rekreacji oraz medycyny, mogą powstać nowe produkty pozwalające na ciągłe monitorowanie ruchów ciała.
