Mekaanisen rasitustesterin konseptisuunnittelu MEMS-kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureille

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli tutkia ja suunnitella mekaanisen rasituksen testilaitteesta kaksi erilaista konseptia Murata Electronics Oy:lle. Konseptisuunnitelmien perusteella yritys voi valmistaa laitteiston, jonka avulla voidaan tuottaa mekaaninen rasitus mikroelektoromekaanisille (MEMS) kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureille sekä samanaikaisesti mitata antureiden sähköisiä ominaisuuksia. Työssä perehdyttiin mekaanisen rasituksen perusteisiin sekä siihen, kuinka mekaaninen rasitus olisi käytännöllisintä toteuttaa annettujen rajoitteiden sekä vaatimusten mukaisesti.

Opinnäytetyön teoriaosuus sisältää tietoa Murata Electronics Oy:stä, kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureista sekä mekaanisen rasituksen testauksesta. Työosassa tutkittiin kahden erilaisen laitekonseptin mekaanisia ominaisuuksia sekä kuinka suuria kiihtyvyyksiä ja pulssinpituuksia niillä voidaan tuottaa annettujen vaatimusten perusteella.

Tässä opinnäytetyössä on esitetty perusteet laitteen kokoonpanosta sekä suorituskyvystä. Jos opinnäytetyön tilaaja näkee laitteen soveltuvaksi tarpeisiinsa niin heillä on mahdollisuus käynnistää laiteprojekti konseptisuunnitelmien perusteella.

The goal of this thesis was to study and design two concepts of a mechanical stress test device for Murata Electronics Oy. Based on the concept designs, the company may produce hardware that can apply mechanical stress to MEMS (micro electromechanical systems) acceleration and angular velocity sensors while also measuring the electrical properties of the sensors.

The thesis became acquainted with the fundamentals of mechanical stress and how to implement mechanical stress in accordance with the given constraints and requirements.

The thesis' theory part contains information about the about Murata Electronics oy, acceleration and angular velocity sensors, and mechanical stress testing. The work section investigated the mechanical properties of two distinct device designs and how high accelerations and pulse lengths they can produce depending on the specified requirements.

This thesis presents the basics of the device's configuration and performance. If the company sees the device as suitable for their needs, they can start a device project based on the concept studies.