DISPOSITIVO DI RIVELAZIONE BASATO SU ELEMENTI PIEZORESISTIVI, OPERANTE A RISONANZA CON GRANDI AMPIEZZE DI VIBRAZIONE

Data di pubblicazione

11-07-2016

Codice

DEIB.15.022.A

Stato

Disponibile

Data di priorità

31-08-2015

Fase

Europa e Stati Uniti

Titolare

Politecnico di Milano; CEA-LETI

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

Autori

Giacomo Langfelder; Longoni Antonio; Stefano Dellea; Patrice Rey; Guillaume Jourdan; Philippe Robert

Descrizione

Esistono dispositivi che utilizzano gauge piezoresistivi per rivelare forze inerziali. Essi sono composti da una massa inerziale connessa ad un braccio rigido che trasduce lo spostamento compiuto dalla massa, sfruttando l’effetto leva, in un’elongazione applicata al gauge. Tuttavia, se gli spostamenti da rivelare sono grandi la lunghezza della leva cresce, sprecando maggiore area e alzando il costo del prodotto, e l’applicabilità del sistema in campo consumer decade. L’invenzione utilizza la rivelazione piezoresistiva tramite nano gauge in risonatori che possono compiere grandi spostamenti. Tale scopo viene raggiunto facendo vibrare una massa collegata al substrato tramite molle flessibili e rivelando lo spostamento tramite almeno un nano gauge piezoresistivo connesso ad una molla flessibile e al substrato. Avendo connesso il nano gauge ad una molla, l’elongazione imposta al gauge piezoresistivo è ridotta rispetto all’ampiezza dell’oscillazione. Il vantaggio nell’utilizzo del nano gauge piezoresistivo come elemento sensibile per un risonatore o un sensore risonante (ad es. giroscopio) è l’eliminazione dell’accoppiamento capacitivo che si crea fra attuatore e sensore.

Campo di applicazione

Rivelazione di grandi spostamenti in micro dispositivi, risonanti e non, tramite nano gauge piezoresistivi. L’applicabilità riguarda i campi della sensoristica consumer, automotive, medicale e industriale.

Vantaggi

Con la tecnologia attuale la rivelazione di grandi spostamenti di dispositivi risonanti e non avviene solitamente tramite lettura capacitiva. Tuttavia questo tipo di rivelazione soffre di possibili accoppiamenti con i segnali di attuazione portando a diversi problemi quali l’insorgere di instabilità. Tale problema viene mitigato grazie alla lettura piezoresistiva, proposta nella presente invenzione. Inoltre, rispetto alla lettura capacitiva, la lettura piezoresistiva ha il vantaggio di permette la creazione di un circuito elettronico più prestante in termini di potenza dissipata.

Stadio di sviluppo

Prototipo in fase di realizzazione

Contatto

licensing.tto@polimi.it