В современных автомобилях с каждым годом появляется такое количество новых опций, что рядовые водители не успевают их отслеживать. Причём оснащаются ими не только представители премиум-сегмента, но и вполне бюджетные модели. Сложно удивить сегодня круиз- или климат-контролем, удалённым запуском или подогревом автомобильных кресел.
Постоянно добавляются в конструкциях транспортных средств разнообразные датчики, в которых путаются даже автомобильные мастера. Неудивительно, что водители, плохо разбирающиеся в устройстве ДВЗ, не ориентируются в их предназначении. Одним из таких приспособлений выступает инерционный датчик подачи топлива.
Главная функция, ради которой была внедрена кнопка инерционного выключателя, заключается в реагировании на экстренные ситуации. В первую очередь она прекратит подачу топлива и убережёт от возгорания при аварии. Если машина попадает в ДТП или просто аварийно затормаживает, выключатель отключит бензонасос.
Интересно, что даже не существенные повреждения в ходе ДТП могут спровоцировать отключение подачи горючего. Естественное продолжение заключается в том, что мотор заглохнет. Недостаточно будет повернуть ключ или нажать на кнопку стартера. Чтобы запустить его снова, нужно дополнительно нажать инерционный выключатель подачи топлива.
Если ранее устанавливалась полноценная кнопка, то в последние годы её стали заменять датчиком. Кнопка не могла гарантированно включиться самостоятельно при аварии и чаще использовалась как дополнительная защита от угона. Зато датчик способен отключать подачу горючего в автоматическом режиме. Однако это не гарантирует его 100% работоспособность, ведь он может засориться и выйти из строя. Эксперты рекомендуют проверять его функционирование хотя бы раз в 1-2 года.
Срабатывание инерционного выключателя насоса может произойти из-за резкого торможения или столкновения с другим препятствием. Таким примером порой выступает даже глубокая яма, неожиданно возникшая на дороге, не говоря уже об автомобиле или элементах ограждения. В ряде случаев автоматическое отключение подачи топлива не приводит к его восстановлению после нажатия на кнопку. Как вариант — вышел из строя сам модуль. Дополнительным свидетельством такой ситуации станет шум бензонасоса и «плавание» холостых оборотов.
Система электронного управления двигателем традиционно фиксирует каждую такую поломку в виде ошибки и выдаёт соответствующее сообщение. Датчик топлива должен передавать компьютеру информацию даже о незначительных изменениях в объёмах подачи бензина. Она может прекратиться из-за прекращения исправного соединения выключателя с аккумулятором или системой зажигания.
Для того чтобы убедиться в работоспособности выключателя подачи горючего, нужно знать, как и где он включается. Кнопку чаще можно обнаружить под приборной панелью, водительским либо пассажирским сидением. Теперь необходимо переместить ключ в замке зажигания в положение для запуска мотора. Кнопку сброса подачи топлива на бензонасосе нажимаем и держим так 15-20 секунд.
Пытаемся повторно запустить двигатель своего автомобиля. Если инерционный датчик исправен, то запуск произойдёт. Даже когда срабатывание выключателя произошло по ложным причинам, мотор обязательно заведётся. В противном случае нужно искать определённую неисправность.
Полезно иметь информацию о том, как проверяется работоспособность кнопки. Для этого будем действовать по следующему сценарию:
Можно наблюдать за работоспособностью инерционного выключателя и в движении. Для этого нужно отмечать, не будет ли кратковременных отключений в подаче горючего. Периодически полезно придавать ускорение автомобилю, нажимая на педаль акселератора. Особое внимание стоит уделить индикатору «check» на приборной панели. Если эта лампочка загорается, то, вполне вероятно, насосу требуется дополнительная диагностика.
Практически все автопроизводители оснащают свои машины таким секретным датчиком, который запросто может спасти жизнь водителю и пассажирам, причём на некоторых такая практика существует еще с 80-90-ых годов. Трудно встретить «японца» или «американца» без установленного инерционного выключателя бензонасоса.
Что касается конкретных автомобилей и производителей, то инерционные выключатели можно встретить на Audi, Ford Focus, Fiesta, Renault, Daewoo Lanos и десятках других распространенных моделях. Уже и отечественные автозаводы широко используют их на своей продукции — например, Лада Веста или Калина, УАЗ Патриот и др.
С другой стороны, многие их обладатели и понятия не имеют о существовании этого интересного датчика.
У многих современных моделей для размещения датчика инерционного отключения используется место поблизости от водительской подушки безопасности. По этой причине не исключаются ложные срабатывания, как это бывает при аварийном торможении. Чтобы возобновить поступление горючего, от водителя требуется нажать на кнопку для принудительной подачи.
Производители размещают этот узел по своему усмотрению. Вот перечень основных мест, где его стоит поискать:
Однако это не единственные места, где может размещаться кнопка или датчик на практике. Если самостоятельно отыскать не удается, можно обратиться к руководству по эксплуатации, составленному производителем. Если по каким-либо причинам это невозможно сделать, лучше сразу задать вопрос своему дилерскому центру — уж там вам точно смогут помочь с ответом.
Не многие знают, что в некоторых автомобилях может присутствовать полезная кнопка — инерционный выключатель топлива. В данной статье будет описано, что из себя представляет инерционный выключатель топлива, на каких автомобилях присутствует, как работает и для чего он нужен.
Зачем нужна кнопка инерционного отключения топливаВ первую очередь, данная кнопка необходима, чтобы при дорожно-транспортном происшествии автомобиль не начал гореть. Данная кнопка полностью отключает подачу топлива в двигатель. Может также использоваться как дополнительная противоугонная система. Но, в современных автомобилях вместо кнопки устанавливают датчик с кнопкой включения и выключения, который при срабатывании отключает подачу топлива.
Как проявляется срабатываниеДатчик изначально предназначен для отключения бензонасоса. Когда автомобиль сотрясается или ударяется, контакты размыкаются и отключается бензонасос. Чтобы вновь включить бензонасос, необходимо нажать на кнопку включателя. Её местонахождение будет описано далее. Дополнительным доказательством, что подача топлива прекратилась, является разблокировка всех дверей после того, как двигатель заглох.
Очень просто. Нужно всего лишь нажать на кнопку включения и выключения подачи топлива, после этого двигатель автомобиля перестанет работать, чтобы вновь включить датчик, необходимо также нажать на кнопку.
На какие машины устанавливается инерциальное отключение подачи топлива.На сегодняшний день датчик отключения бензонасоса устанавливается практически во все современные авто, например, Ford, Honda, Fiat и другие. Он устанавливается не только в иномарки, но и в автомобили отечественного производства, например, Лада Калина, Лада Веста, УАЗ Патриот и другие. Чтобы точно определить, установлен ли этот датчик в какой-то конкретной модели машины, следует обратиться к справочнику по эксплуатации авто, который комплектуется к каждому автомобилю.
В каком месте находится инерционный датчикНа вопрос: где находится инерционный датчик, нет однозначного ответа. Каждый производитель по своему рассмотрению устанавливает эту кнопку(нужно смотреть техническую документацию автомобиля). Ниже будет список, где может находиться кнопка включения бензонасоса.
Кнопка может находиться:
Кнопка не может автоматически включиться при ДТП и использовалась лишь с целью обезопасить авто от угона. Датчик немного проще в эксплуатации потому, что при поломке его легче менять. Также после установки датчика появилась возможность отключать бензонасос при ДТП в автоматическом режиме. Но, как и любой датчик, он может не сработать в самый ответственный и нужный момент, так как может прийти в негодность. Из частых неисправностей датчика можно отметить засорение контактов переключения, излом пружины и механические поломки самой кнопки.
Датчик инерционного отключения бензонасоса очень важен, так как предотвращает возгорание автомобиля при ДТП. Рекомендуется открыть инструкцию по технической эксплуатации и узнать, где находится датчик в автомобиле. Также следует раз в год-два проверять этот датчик.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Многие модели автомобилей оснащены выключателем топливного насоса, обычно называемым инерционным выключателем. Владельцы транспортных средств и механики используют этот переключатель для отключения топлива в топливной системе в качестве меры безопасности при ремонте автомобиля, когда это необходимо. Кроме того, этот переключатель отключает топливо для двигателя вашего автомобиля во время столкновения, чтобы предотвратить более серьезную аварию. В любом случае вы можете восстановить поток топлива в топливной системе, сбросив инерционный переключатель самостоятельно.
Выключите зажигание и выньте ключи из цилиндра замка зажигания.
Откройте капот вашего автомобиля и убедитесь, что у вас нет утечки топлива. Если у вас есть утечка, вы заметите сильный запах бензина или обнаружите мокрые пятна вокруг системы впрыска топлива – узел в верхней части двигателя, который удерживает топливные форсунки.
Обойдите автомобиль и посмотрите, нет ли возможных утечек из топливопроводов или самого топливного бака.
Ищите выключатель топливного насоса или инерционный выключатель. Это небольшая коробка с пластиковой кнопкой сверху и электрическим разъемом снизу. На некоторых моделях автомобилей это будет находиться в багажном отделении. Посмотрите на боковую панель для маленькой круглой кнопки, которую вы можете извлечь с помощью маленькой отвертки. Через это отверстие доступа вы сможете увидеть кнопку сброса в верхней части инерционного переключателя. На других моделях транспортных средств инерционный выключатель находится на боковой панели пассажира под приборной панелью.
Нажмите кнопку сброса в верхней части инерционного переключателя.
Поверните ключ зажигания в положение «Вкл» примерно на 10 секунд, а затем выключите его. Это позволит вам создать давление в топливной системе.
Запустите двигатель на холостом ходу на одну или две минуты, чтобы убедиться, что топливо правильно подается в топливные форсунки. Проверьте еще раз на утечки.
Выключить зажигание. Закройте капот и замените маленькую пластиковую кнопку, если вам пришлось снять ее с боковой панели багажного отделения, чтобы получить доступ к кнопке сброса на инерционном переключателе.
Вы заметили, что даже недорогие автомобили эконом-класса стали технически намного сложнее своих более простых предшественников? Сегодня уже никого не удивишь круиз-контролем, климат-контролем, подогревом сидений и различными электронными технологиями. А совсем недавно этим могли похвастать только автомобили люкс-класса. Одних только датчиков сегодня в машине столько , что у большинства мастеров голова идет кругом. И то ли еще будет.
Вы посмотрите, во что превратились руководства для современных автомобилей: это не инструкции, а целые учебники-энциклопедии по эксплуатации авто. К сожалению, многие водители не читают их или изучают только основные функции автомобиля. Это иногда приводит к проблемам с машиной и, соответственно, лишним тратам. Например, мы почти уверены, что 80% владельцев современных авто не знают о кнопке бензонасоса , которой сегодня оснащены многие машины. И вот к чему может привести подобное незнание.
Представьте ситуацию: вы едете по скоростной полосе автострады и тут перед вами резко останавливается автомобиль. Вы, чтобы избежать аварии, бьете по педали тормоза, применяя экстренное торможение. В итоге вы избежали столкновения. Но вот странно: после резкого торможения двигатель вашей машины заглох. А далее начинаются чудеса.
Вы не можете завести двигатель, тщетно крутя стартер и сажая аккумулятор. В этот момент даже опытные водители считают, что в машине появилась неисправность. Но в большинстве случаев после такого резкого торможения, скорее всего, нет никакой поломки. Дело в том, что, вероятно, в этой ситуации в машине ложно сработал инерционный датчик кнопки выключателя бензонасоса. Удивлены? Вы думаете, что в вашей машине нет такой кнопки и датчика? Не будьте так самоуверенны. Если вы владеете современным авто, то есть большая вероятность, что в вашей машине имеется подобная функция.
Смотрите также
К чему приводит незнание существования кнопки бензонасоса? А вы как думаете? Многие после безуспешных попыток запустить двигатель после ложного срабатывания инерционного датчика кнопки бензонасоса вызывают эвакуатор и отправляются в сервис, где и выясняется, что во всем виновата эта загадочная кнопка, о которой многие водители ни слухом ни духом. И хорошо, если вам честно расскажут о причине отказа запуска двигателя. Если же на вас захотят заработать, то могут придумать тысячу и одну причину неисправности, разведя вас на деньги за мнимый ремонт. Как вы уже догадались, починят вашу машину простым нажатием кнопки. Главное – знать, где она находится.
Автопроизводители оснащают автомобили данной кнопкой для того, чтобы можно было отключить подачу топлива в двигатель в случае экстренной ситуации. Например, вы попали в аварию и есть угроза возгорания. Во многих современных автомобилях, помимо кнопки, также появился инерционный датчик, который автоматически может отключать бензонасос в случае резкой остановки автомобиля или ДТП.
У большинства современных авто инерционный датчик располагается рядом с основной подушкой безопасности. К сожалению, иногда этот датчик может сработать ложно. Например, при резком экстренном торможении. В этом случае, для того чтобы вернуть подачу топлива в двигатель, водитель должен нажать кнопку бензонасоса. В итоге подача питания на бензонасос восстановится.
Обратите внимание, что даже незначительное повреждение в мелкой аварии может привести к отключению питания бензонасоса. В этом случае двигатель заглохнет, а при попытке запустить его заново вы будете слышать только безуспешные попытки стартера завести мотор. Но просто нажав на кнопку, вы снова запустите двигатель.
Этот принцип работы инерционного датчика и кнопки бензонасоса можно сравнить с электрическим автоматом-выключателем в вашей квартире или доме, когда, например, происходит короткое замыкание. В этом случае подача электричества в дом прекращается, чтобы предотвратить возгорание. Но, устранив проблему, вы можете вернуть рубильник в прежнее положение, и подача электричества возобновится.
Смотрите также
В отличие от инерционного датчика кнопки бензонасоса, который, как правило, расположен рядом с блоком управления основной подушкой безопасности, кнопка включения/отключения подачи питания на бензонасос может располагаться в разных местах современных автомобилей. Для того чтобы узнать, где в вашей машине находится эта загадочная кнопка, необходимо внимательно изучить РУКОВОДСТВО по эксплуатации автомобиля. Если в руководстве нет информации об этой кнопке, то обратитесь в дилерский центр, где вам помогут.
Вот, например, где находится кнопка бензонасоса в Ford Focus второго поколения:
А вот пример кнопки в старой машине Citroen ZX. Кнопка расположена под капотом. Правда, в этой машине не было инерционного датчика, который позволяет современным автомобилям автоматически отключать бензонасос.
А вот где спрятана кнопка бензонасоса в Honda Accord. Как видите, чтобы долезть до нее, нужно снимать панель под рулевой колонкой.
Смотрите также
Как мы уже сказали, ложное срабатывание может произойти при экстренном торможении. Также инерционный датчик может дать сигнал на кнопку в случае, если вы влетели на дороге в глубокую яму. Ну и, наконец, срабатывание отключения подачи питания бензонасоса может произойти при аварии.
Фото с сайта ffcub.ru
Если ваш автомобиль едет нормально, а затем внезапно глохнет двигатель, который в последующем не запускается, возможно, сработала кнопка бензонасоса, которая, отключив питание насоса, привела к прекращению подачи топлива в двигатель. К сожалению, как и любой датчик, этот модуль может также выйти из строя. Первый признак неисправности – это включение и выключение подачи топлива в двигатель.
В этом случае бензонасос будет шуметь точно так же, как это бывает при его неисправности. При этом во время движения вы заметите, что обороты двигателя будут плавать то вверх, то вниз. Помните, что это может повредить форсунки двигателя, а также автоматическую коробку передач, поскольку трансмиссия будет неправильно переключать скорости (будет включаться передача, не соответствующая скорости машины).
Если выключатель аварийного отключения топливного насоса выходит из строя, система управления двигателем записывает это событие в свою память в виде ошибки. Дело в том, что датчик давления топлива сообщает компьютеру о снижении давления подачи топлива даже при незначительных значениях. Выключатель топливного насоса запитан от аккумулятора к замку зажигания, к компьютеру автомобиля и к топливному насосу. Если выключатель теряет связь с одной из систем, подача питания на бензонасос прекращается.
Существует несколько кодов ошибок в блоке управления двигателем, связанных с отключением топливного насоса. Вот самые частые коды ошибки:
P0005, P0006, P0007, P0087, P0230.
Шаг 1: поверните ключ зажигания в рабочее положение. Найдите кнопку сброса на выключателе отключения топливного насоса.
Нажмите и удерживайте кнопку сброса около 20 секунд.
Примечание. Кнопка сброса выключателя топливного насоса обычно расположена либо под приборной панелью в салоне, либо под сиденьем водителя или пассажира. Также кнопка может находиться на левой боковой панели в салоне машины под ногами водителя.
Просто переместите сиденье вперед или потяните его назад. В некоторых машинах нужно снять крышку под сиденьем, чтобы получить доступ к выключателю.
Шаг 2: попытайтесь запустить двигатель. Если переключатель неисправен, двигатель не запустится.
Однако если выключатель бензонасоса автоматически ложно сработал, после нажатия кнопки двигатель запустится.
Шаг 1: припаркуйте автомобиль на ровной твердой поверхности. Убедитесь, что коробка передач находится в положении парковки (для автоматики) или на 1-й передаче (для механики).
Шаг 2: поместите противооткатные упоры вокруг задних шин.
Включите стояночный тормоз для блокировки движения задних колес.
Шаг 3: откройте капот автомобиля, чтобы отсоединить аккумулятор. Снимите кабель отрицательной клеммы аккумулятора, отключив питание топливного насоса и блока управления двигателем.
Шаг 4: Найдите выключатель топливного насоса под приборной панелью. Снимите жгут проводов, прикрепленный к выключателю.
Снимите крепеж, крепящий коммутатор к брандмауэру или кронштейну под приборной панелью.
Шаг 5: Снимите выключатель отключения топливного насоса. Используйте электрический очиститель и очистите контакты на жгуте к выключателю.
Шаг 6: Установите новую кнопку отключения бензонасоса. Закрепите его с помощью крепежа.
Шаг 7: Подключите жгут проводов к выключателю.
Шаг 8: полностью сдвиньте сиденье вперед. Потяните на себя ковер под сиденьем.
Возможно, вам придется удалить некоторые панели сбоку салона, чтобы сдвинуть ковер.
Шаг 9: найдите выключатель топливного насоса под сиденьем. Снимите разъем, прикрепленный к выключателю.
Снимите крепеж, крепящий выключатель к полу.
Шаг 10: снимите выключатель отключения бензонасоса. Используйте очиститель, чтобы очистить контакты на разъеме, который подсоединяется к выключателю.
Примечание. Возможно, вам придется снять крышку, которая закрывает выключатель. Крышка может быть закреплена с помощью зажимов или винтов.
Шаг 11: установите новую кнопку бензонасоса. Закрепите ее с помощью крепежа.
Шаг 12: подключите разъем к выключателю.
Шаг 13: задвиньте сиденье обратно в положение, в которое оно было изначально установлено.
Смотрите также
Шаг 1: подключите аккумулятор. Снова подключите заземляющий кабель к отрицательной клемме аккумулятора.
Шаг 2: затяните зажим аккумулятора до упора. Убедитесь, что соединение хорошее.
Шаг 3: вставьте ключ зажигания в замок и поверните его, включив зажигание. Затем выключите зажигание.
Примечание. Вам нужно будет включать и выключать зажигание 3-4 раза, чтобы убедиться, что вся топливная рампа заполнена топливом.
Шаг 4: запустите двигатель. Запустите двигатель и проверьте, будет ли он работать без сбоев.
Шаг 5: снимите противооткатные упоры с задних колес. Отложите их в сторону.
Шаг 1: во время теста наблюдайте, как ведет себя автомобиль. Отмечайте любые признаки отключения подачи топлива.
Кроме того, ускорьте двигатель, чтобы убедиться, что топливный насос работает правильно.
Шаг 2: следите за приборной панелью на наличие любых световых индикаторов, а также за индикатором «Чек двигателя».
Если после замены выключателя топливного насоса загорается «Чек двигателя» , возможно, потребуется дополнительная диагностика топливного насоса. Или вполне возможно, что в вашей машине есть электрические проблемы в топливной системе. Если проблема не устраняется, обратитесь в сервисный центр.
Возможно, не многие знают о полезной кнопке, которая присутствует во многих автомобилях иностранного производства. На языке автомехаников приспособление называется инерционный выключатель. Что это за девайс и чем полезен?
Если говорить о том, где может находиться инерционный выключатель, то однозначный ответ дать не получится. Все дело в том, что его устанавливает производитель на свое усмотрение в любой удобной части автотехники.
Наиболее часто полезное приспособление располагается:
Узнать точное месторасположение и выяснить, предусмотрен ли механизм конструкцией машины вообще, можно из полезного дополнения к ТС – «Руководства пользователя».
Предназначением инерционного выключателя является размыкание цепи, приводящей в действие топливный насос. Иными словами говоря, нажатие на кнопку останавливает подачу топлива в двигатель, благодаря чему автомобиль прекращает движение.
Польза от такого приспособления очевидна, ведь в случае ДТП машина может загореться. Если двигатель будет заглушен, то риски уменьшаются.
Читайте также
Что делать, если загорелся «Чек»
«Проверьте двигатель» — именно такой перевод загадочного для многих выражения «check engine». Приборная панель многих…
Пользоваться выключателем очень просто. Одно нажатие при работающем двигателе – и автомобильный мотор глохнет. При этом на приборной панели загорается значок, типа перечеркнутой бензоколонки, а также появляются символы – FPS on.
Дополнительным доказательством того, что система остановила подкачку топлива, является разблокировка дверей (как мера, позволяющая водителю и пассажирам покинуть автомобиль, попавший в ДТП).
Повторное касание к механизму возобновляет подачу топлива, но делать это нужно только после оценки работоспособности топливной системы и при отсутствии утечек.
Читайте также
Кнопка, которой можно проверить всю приборную панель
Сегодня на всех современных автомобилях установлена панель приборов, которая сообщает водителю о состоянии и этапах…
Обнаружить устройство, безопасно останавливающее работу топливного насоса, можно в большинстве автомобилей, сошедших с конвейера за последние 30-40 лет.
На сегодняшний день размыкатель имеется, к примеру, во многих моделях «Форда» (в частности, «Мондео», «Эскорт» и «Таурус»), а также в «Хонде Аккорд» и «Фиате Линеа».
Читайте также
Почему у одних автомобилей горловина бензобака слева, а у других справа
Все без исключения автолюбители, подъезжая к бензоколонке на заправке, знают «свою» сторону, – ту, с которой удобнее…
Изучайте свой автомобиль, чтобы быть полностью уверенными в безопасности эксплуатации!
Загрузка…Автомобили Fiat Ducato оборудованы системой блокировки подачи топлива, которая активируется в аварийных ситуациях. Это необходимо, чтобы горючее не поступало в поврежденный двигатель с риском утечки, возникновения искр, электроразрядов и как следствие возгорания. Аварийный выключатель системы срабатывает при ДТП, после чего подача топлива перекрывается, а работа силового агрегата прекращается. Одновременно с этим:
При возникновении аварийной ситуации необходимо вынуть ключ из замка зажигания, повернув его в положение STOP (чтобы не разрядилась аккумуляторная батарея), и проверить, не повреждены ли электрические и другие устройства Fiat Ducato.
Если подача топлива и двигатель находятся в положении «заблокировано», но нет утечек горючего, запаха топлива, заметных водителю повреждений, а автомобиль может возобновить движение, блокировку разрешено снять. Для этого предусмотрена аварийная кнопка. Она расположена в салоне около переднего пассажирского сиденья с правой стороны. Если смотреть по направлению движения, кнопка будет находиться под правой ногой сидящего, под «бардачком», за специальной панелью. После ее нажатия выключатель системы блокировки двигателя восстанавливается в исходное положение, и автомобиль может продолжать движение.
В обновленных модификациях Fiat Ducato также предусмотрены системы блокировки подачи топлива при столкновениях и других аварийных ситуациях. Аварийная кнопка для восстановления инерционного выключателя в исходное положение (после срабатывания) находится в салоне, рядом с передним пассажирским креслом, справа в нижней части.
Для запуска Fiat Ducato нужно:
При любых аварийных ситуациях, повреждениях Fiat Ducato не пытайтесь ремонтировать автомобиль самостоятельно и устанавливать запасные части. Это приведет к утере гарантии и снижению уровня безопасности при движении. Если инерционный выключатель сработал, убедитесь, что нет запаха и следов утечки горючего. После отключения системы блокировки топлива и запуска автомобиля как можно скорее обратитесь в официальный сервисный центр Fiat Professional. Найти его вы можете здесь: https://www.fiatprofessional.com/ru/dealers.
Источник информации: http://aftersales.fiat.com/elum
Если вы не нашли нужных данных в статье, то перейдите по указанной ссылке для получения дополнительных сведений.
Информация актуальна на июнь 2020 года
Источник информации — инструкция к Fiat Ducato за июнь 2014 года, инструкция Fiat Nuovo Ducato
Код товара 9735825
Артикул XCMD25F2L1
Страна Франция
Наименование КОНЦЕВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ XCMD25F2L1
Упаковки 1 шт, 10000 шт
Сертификат RU C-FR.АЖ40.B00942-20
Тип изделия Выключатель концевой
Способ монтажа На конструкцию
Количество НО контактов 1
Количество НЗ контактов 1
Количество переключающих контактов 1
Степень защиты IP66/IP67
Глубина, мм 16
Диапазон рабочих температур от -25 до +70
Материал корпуса Металл
Длина кабеля, м 1
Масса, кг 0.205
Высота, мм 50
Ширина, мм 30
Тип подключения Кабель
Тип шины (интерфейс) Нет
Длина, мм 16
Ударопрочность 25 gn (продолжительность
Класс защиты I
Номинальный ток AC 15 (А) при 230 В 1.5
Номинальный ток DC 13 (А) при 230 В 0.1
Категория взрывобезопасности по газу Нет
Категория взрывобезопасности по пыли Нет
Конструкция Кубическая
Тип управляющего элемента Роликовый эксцентрик
Все характеристики
Bao M, Yang H (2007) Пленочное воздушное демпфирование в MEMS. Актуаторы Sens A Phys 136 (1): 3–27
MathSciNet Google Scholar
Bosseboeuf A, Petitgrand S (2003) Определение статического и динамического поведения M (O) EMS с помощью оптических методов: состояние и тенденции. J Micromech Microeng 13 (4): S23 – S33
Google Scholar
Бреннер М.П., Ланг Дж. Х., Ли Дж. И др. (2003) Оптимальная конструкция бистабильного переключателя.Proc Natl Acad Sci 100 (17): 9663–9667
MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar
Burdess JS, Harris AJ, Wood D et al (1997) Система для динамической характеристики микроструктур. J Microelectromech Syst 6 (4): 322–328
Google Scholar
Burns DJ, Helbig HF (1999) Система для автоматического определения электрических и оптических характеристик микроэлектромеханических устройств.J Microelectromech Syst 8 (4): 473–482
Google Scholar
Cai HG, Ding GF, Yang ZQ et al (2008a) Разработка, моделирование и изготовление нового контактного инерциального переключателя MEMS с подвижной точкой контакта. Дж. Micromech Microeng 18: 115033
Google Scholar
Cai H, Yang Z, Ding G et al (2008b) Изготовление инерционного переключателя MEMS на кварцевой подложке и оценка его порогового ускорения.Microelectron J 39 (9): 1112–1119
Google Scholar
Cai H, Yang Z, Ding G et al (2009) Разработка нового инерционного переключателя MEMS с совместимым стационарным электродом. IEEE Sens J 9 (7): 801–808
Google Scholar
Cao Y, Xi Z, Yu P et al (2015) Инерционный переключатель MEMS с одной круглой массой для универсальной чувствительности. Дж. Micromech Microeng 25 (10): 105005
Google Scholar
Cao Y, Xi Z, Yu P et al (2017) Оптическое измерение процесса динамического контакта инерционного переключателя MEMS при высоких ударных нагрузках.IEEE Trans Ind Electron 64 (1): 701–709
MathSciNet Google Scholar
Chen GY, Yang LM (2007) Изготовление микровыключателя с высоким g. Explos Shock Waves 27 (2): 190–192
Google Scholar
Chen GY, Wu JL, Zhao L et al (2009) Микроинерциальный переключатель с низким g на основе спирали Архимеда. Opt Precis Eng 17 (6): 1257–1261
Google Scholar
Chen W, Wang Y, Ding G et al (2014a) Моделирование, изготовление и определение характеристик цельнометаллического трехосного инерционного микровыключателя с контактным усилением и низким осевым возмущением.Актуаторы Sens A Phys 220: 194–203
Google Scholar
Chen W, Wang Y, Zhang Y et al (2014b) Изготовление нового горизонтального чувствительного инерционного микровыключателя с контактным усилением и никелевым гальваническим покрытием. Microelectron Eng 127: 21–27
Google Scholar
Chen W, Yang Z, Wang Y et al (2016) Изготовление и определение характеристик инерционного микропереключателя с низким ускорением и гибкой точкой контакта и ограничениями ограничительного блока.IEEE / ASME Trans Mechatron 21 (2): 963–972
Google Scholar
Choi J, Lee JI, Eun Y et al (2011) Выровненные массивы углеродных нанотрубок для устойчивого к деградации тесного контакта в микромеханических устройствах. Adv Mater 23 (19): 2231–2236
Google Scholar
Chung CH, Ma RP, Shieh YC et al (2011) Надежный выключатель с микромеханической защелкой и низким контактным сопротивлением.В: 16-я международная конференция IEEE по твердотельным датчикам, исполнительным элементам и микросистемам, стр. 1046–1051
Чураман, WA, Currano LJ, Gee D et al (2008) Трехосевой переключатель порогового акселерометра MEMS для улучшенного энергосбережения MEMS датчики. Adv Sci Technol 54: 384–389
Google Scholar
Cook EH, Tomaino-Iannucci MJ, Reilly DP et al (2018) Маломощный переключатель резонансного ускорения для автоматического пробуждения датчика.J Microelectromech Syst 27 (6): 1071–1081
Google Scholar
Currano LJ (2010a) Системы микроэлектромеханических датчиков удара с фиксацией: проектирование, моделирование и эксперименты. Диссертация, Мэрилендский университет
Куррано Л.Дж., Бауман С., Чураман В. и др. (2008) МЭМС-датчики с фиксацией сверхмалой мощности для мониторинга ускорения. Актуаторы Sens A Phys 147 (2): 490–497
Google Scholar
Currano LJ, Yu M, Balachandran B (2010) Фиксация в датчике удара MEMS: моделирование и эксперименты.Актуаторы Sens A Phys 159 (1): 41–50
Google Scholar
Currano LJ, Becker CR, Smith GL et al (2012) Трехосевой переключатель ускорения для раннего предупреждения черепно-мозговой травмы. В: 25-я международная конференция IEEE по MEMS, стр. 484–487
Currano LJ, Becker CR, Lunking D et al (2013) Трехосный инерционный переключатель с несколькими порогами и резистивной лестничной диаграммой. Актуаторы Sens A Phys 195: 191–197
Google Scholar
Davis CQ, Freeman DM (1998a) Статистика алгоритмов регистрации субпикселей на основе пространственно-временных градиентов или совпадения блоков.Opt Eng 37 (4): 1290–1299
Google Scholar
Davis CQ, Freeman DM (1998b) Использование светового микроскопа для измерения движений с нанометровой точностью. Opt Eng 37 (4): 1299–1305
Google Scholar
Del Tin L, Iannacci J, Gaddi R et al (2007) Нелинейное компактное моделирование RE-MEMS-переключателей посредством уменьшения порядка модели. In: Proceedings of IEEE TRANSDUCERS, pp. 635–638
Deng KF, Su WG, Li S. et al (2013) Новый инерционный переключатель, основанный на нелинейном пружинном упоре.В: Протоколы конференции IEEE transducer 2013, стр. 2381–2384
Du L, Li Y, Zhao J et al (2018) Инерциальный переключатель MEMS с низким g и новым радиальным электродом для однородной всенаправленной чувствительности. Актуаторы Sens A Phys 270: 214–222
Google Scholar
Freudenreich M, Mescheder U, Somogyi G (2004) Моделирование и реализация нового микромеханического бистабильного переключателя. Актуаторы Sens A Phys 114 (2): 451–459
Google Scholar
Frobenius WD, Zeitman SA, White MH et al (1972) Микроминиатюрные совмещенные пороговые акселерометры, совместимые с технологией интегральных схем.IEEE Trans Electron Devices 19 (1): 37–40
Google Scholar
Gerson Y, Schreiber D, Grau H et al (2014) Инерциальный переключатель MEMS мезомасштаба, изготовленный с использованием процесса гальванического покрытия металла на изоляторе. J Micromech Microeng 24 (2): 025008
Google Scholar
Go JS, Cho YH, Kwak BM et al (1996) Щелкающие микровыключатели с регулируемым порогом ускорения. Актуаторы Sens A Phys 54 (1–3): 579–583
Google Scholar
Granaldi A, Decuzzi P (2006) Динамический отклик резистивных микропереключателей: время переключения и дребезг.Дж. Micromech Microeng 16 (7): 1108
Google Scholar
Greywall DS (2007) Инерционный коммутатор на основе MEMS. US: 7,218,193
Guo ZY, Yang ZC, Lin LT et al (2009) Переключатель ускорения с фиксацией и цилиндрическими контактами, не зависящими от испытательной массы. In: Proceedings of the IEEE Sensor, pp 1282–1285
Guo ZY, Zhang XY, Zhao QC et al. (2010) Переключатель с фиксацией ускорения с высокой перегрузкой и встроенными нормально разомкнутыми / замкнутыми путями, независимыми от испытательной массы. .In: Sensors, pp. 885–888
Guo ZY, Yang ZC, Lin LT et al (2011) Проектирование, изготовление и характеристики фиксируемого переключателя ускорения с несколькими контактами, независимыми от контрольной массы. Актуаторы Sens A Phys 166 (2): 187–192
Google Scholar
Hart MR, Conant RA, Lau KY et al (2000) Стробоскопическая интерферометрическая система для динамического определения характеристик MEMS. J Microelectromech Syst 9 (4): 409–418
Google Scholar
Hwang J, Ryu D, Park C et al (2017) Разработка и изготовление кремниевого переключателя ускорения MEMS, работающего при напряжении ниже 10 g.Дж. Micromech Microeng 27 (6): 065009
Google Scholar
Янначчи Дж. (2015) Надежность МЭМС: взгляд на механизмы отказа, решения по улучшению и передовые практики на уровне разработки. Дисплеи 37: 62–71
Google Scholar
Iannacci J, Repchankova A, Macii D et al (2009) Процедура измерения технологических параметров модели для усовершенствованной конструкции RF-MEMS.В: Proceedings of IEEE AMUEM, pp 44–49
Jean D (2004) Интегрированный механический датчик удара MEMS. В: 48-я ежегодная конференция NDIA по взрывателям, стр. 26–28
Жан ДиДжей (2007) Многонаправленный датчик удара MEMS. США: 7,159,442
Джин Д., Смит Дж., Кунстманн Дж. (2007) Многонаправленный МЭМС-датчик удара с несколькими массами. US: 7,194,889
Jia M, Li X, Song Z et al (2007) Микрокантилеверные переключатели ударно-ускорения с регулировкой порога и функцией фиксации в открытом состоянии.J Micromech Microeng 17 (3): 567–575
Google Scholar
Kim H, Jang YH, Kim YK et al (2014) Переключатель ускорения MEMS с двунаправленным настраиваемым порогом. Актуаторы Sens A Phys 208: 120–129
Google Scholar
Krehl P, Engemann S, Rembe C et al (1999) Высокоскоростная визуализация, мощный диагностический инструмент для микроактюаторов — ретроспективный и перспективный. Микросист Технол 5 (3): 113–132
Google Scholar
Kuenzig T, Iannacci J, Schrag G et al (2012) Исследование активного механизма восстановления тепла для переключателя RF-MEMS с электростатическим приводом.В: Proceedings of IEEE EuroSime, pp 1–7
Kwa T (2014) Переключатель ускорения MEMS Low-G. US: 8,779,534
Lawrence EM, Rembe C (2003) Определение характеристик МЭМС с использованием новой гибридной лазерной доплеровской виброметрии / видеосистемы со стробоскопом. В кн .: Труды по проверке надежности, тестирования, характеристики SPIE. MEMS / MOEMS III, vol 5343, pp 45–55
Lawrence EM, Speller K, Yu D (2002) Лазерная доплеровская виброметрия для оптической MEMS. В: Материалы 5-й международной конференции по измерению вибрации в лазерной технологии, том 4827, стр. 80–88
Лоуренс Е.М., Спеллер К.Е., Ю.Д. (2003) Определение характеристик МЭМС с использованием лазерной доплеровской виброметрии.В: Надежность, тестирование и характеристика MEMS / MOEMS II, Proceedings of SPIE, vol 4980, pp 51–63
Lee JI, Song Y, Jung HK et al (2011) Инерционный переключатель, интегрированный в углеродные нанотрубки, для надежного обнаружение порогового ускорения. В: Материалы международной конференции по твердотельным датчикам и исполнительным механизмам, стр. 711–714
Ли Джи, Сонг Й, Юнг Х и др. (2012) Деформируемые контактные площадки из углеродных нанотрубок для инерционного микропереключателя для увеличения времени контакта.IEEE Trans Ind Electron 59 (12): 4914–4920
Google Scholar
Li XJ, Niu LJ, Zhai R et al (2013) Всенаправленный инерционный переключатель MEMS с наклонной массой. J Detect Control 34 (6): 26–30
Google Scholar
Li J, Wang Y, Li Y et al (2018) Инерционный переключатель MEMS с улучшенными контактами с поддержкой электростатической силы и многоступенчатым тянущим действием для увеличения времени контакта.В: Microsystem Technologies, стр. 1–13
. Google Scholar
Lin HF, He HT, Bian YM et al (2009) Новый пассивный универсальный аварийный выключатель MEMS. Устройство MEMS Technol 46 (6): 358–361
Google Scholar
Lin L, Zhao Q, Yang Z et al (2014) Проектирование и моделирование 2-осевого переключателя ускорения с малым ускорением и многогранными балками. В: Международная конференция IEEE по технологии полупроводников и интегральных схем, стр. 1–3
Лю С.Дж., Хао Ю.П. (2013) Кольцевой пассивный универсальный инерциальный переключатель MEMS.J Chin Inert Technol 21 (2): 240–244
Google Scholar
Лю С.Дж., Хао Ю.П., Лю Ф.Л. (2014) Разработка и изготовление универсального инерционного переключателя на основе технологии MEMS. Key Eng Mater 609: 689–695
Google Scholar
Лок Й., Маккиннон Г. Х., Бретт М. Дж. (1991) Изготовление и определение характеристик кремниевых микромашинных пороговых акселерометров. Актуаторы Sens A Phys 29 (3): 235–240
Google Scholar
Ma W, Zohar Y, Wong M (2003) Разработка и определение характеристик электрических микропереключателей с инерционным управлением, изготовленных и упакованных с использованием низкотемпературной технологии нанесения металлического гальванического покрытия из фоторезиста.Дж. Micromech Microeng 13 (6): 892
Google Scholar
Ma CW, Huang PC, Kuo JC et al (2013) Новый инерционный переключатель с регулируемым порогом ускорения с использованием цифро-аналогового преобразователя MEMS. Microelectron Eng 69 (2): 1–7
Google Scholar
Мацунага Т., Эсаши М. (2002) Переключатель ускорения с увеличенным временем удержания с использованием эффекта сдавливающей пленки для систем боковых подушек безопасности.Актуаторы Sens A Phys 100 (1): 10–17
Google Scholar
Michaelis S, Timme HJ, Wycisk M et al (2000) Технология аддитивного гальванического покрытия как пост-CMOS-процесс для производства переключателей порога ускорения MEMS для транспортных приложений. Дж. Micromech Microeng 10 (2): 120
Google Scholar
Mu FQ (2006) Разработка и испытание переключателя ускорения MEMS с высоким g, используемого в системе безопасности взрывателя.Диссертация, Нанкинский университет науки и технологий
Нарасимхан В., Ли Х., Цзяньминь М. (2015) Микромашинные акселерометры с большим ускорением: обзор. J Micromech Microeng 25 (3): 033001
Google Scholar
Niessner M, Iannacci J, Peller A et al (2010) Моделирование на основе макромоделей и измерение динамического втягивания переключателей RF-MEMS с вязким демпфированием. В: Материалы XXIV конференции Eurosensors, стр. 78–81
. Google Scholar
Noetzel J, Tönnesen T, Benecke W et al (1996) Квазианалоговый акселерометр с использованием массива микропереключателей.Актуаторы Sens A Phys 54 (1): 574–578
Google Scholar
Ongkodjojo A, Tay FEH (2006) Оптимизированная конструкция микромашинного G-переключателя на основе бесконтактной конфигурации для приложений здравоохранения. J Phys Conf Ser 34 (1): 1044
Google Scholar
Osterberg PM, Senturia SD (1997) M-TEST: тестовая микросхема для измерения свойств материала MEMS с использованием электростатически активируемых тестовых структур.J Microelectromech Syst 6 (2): 107–118
Google Scholar
Rembe C, Muller RS (2002) Система измерения для полной трехмерной характеристики движения MEMS. J Microelectromech Syst 11 (5): 479–488
Google Scholar
Rembe C, Aschemann H, aus der Wiesche S et al (2001a) Тестирование и улучшение динамики микрооптического переключателя. Microelectron Reliab 41 (3): 471–480
Google Scholar
Rembe C, Muller L, Muller RS et al (2001b) Полная трехмерная характеристика движения электростатического микроактюатора на карданном шарнире.В: Материалы международного симпозиума по надежности IEEE, стр. 91–98
Rembe C, Kant R, Muller RS (2001c) Методы оптических измерений для изучения динамического поведения в MEMS. Proc SPIE 4000: 127–137
Google Scholar
Rembe C, Tibken B, Hofer EP (2001d) Анализ динамики в микроактюаторах с использованием высокоскоростной микрофотосъемки. J Microelectromech Syst 10 (1): 137–145
Google Scholar
Robinson CH (2004) Всенаправленный микромасштабный ударный выключатель.US: 6,765,160
Selvakumar A, Yazdi N, Najafi K (2001) Широкодиапазонный микромашинный массив пороговых акселерометров и интерфейсная схема. Дж. Micromech Microeng 11 (2): 118
Google Scholar
Smith GL (2012) Трехосный переключатель ускорения MEMS. US: 8 237 521
Спеллер К., Голдберг Х, Ганнон Дж. И др. (2002) Уникальные решения для определения характеристик МЭМС, обеспечиваемые измерениями с помощью лазерного доплеровского виброметра.Proc SPIE 4827: 478–486
Google Scholar
Tao YK, Liu YF, Dong JX (2014) Гибкий упор и двухкаскадный упор для повышения надежности МЭМС акселерометра при ударах. Microelectron Reliab 54 (6–7): 1328–1337
Google Scholar
Tønnesen T, Lüdtke O, Noetzel J et al (1997) Моделирование, проектирование и изготовление гальванических переключателей ускорения. J Micromech Microeng 7 (3): 237–239
Google Scholar
Ван Спенген В.М. (2003) Надежность МЭМС с точки зрения механизмов отказов.Microelectron Reliab 43 (7): 1049–1060
Google Scholar
Wang Y, Feng Q, Wang Y et al (2013) Разработка, моделирование и изготовление нового горизонтального чувствительного инерционного микропереключателя с низким значением g на основе технологии микрообработки MEMS. Дж. Micromech Microeng 23 (10): 105013
Google Scholar
Wang Y, Yang Z, Xu Q et al (2015) Разработка, моделирование и определение характеристик инерционного переключателя MEMS с гибким слоем композитного массива CNT / Cu между электродами для увеличения времени контакта.Дж. Micromech Microeng 25 (8): 085012
Google Scholar
Whitley MR, Kranz MS, Kesmodel R et al (2005) Датчики удара с фиксацией для мониторинга состояния здоровья и контроля качества. Prog Biomed Opt Imaging Proc SPIE 5717: 185–195
Google Scholar
Wittwer JW, Baker MS, Epp DS et al (2008) MEMS-датчик механического удара с пассивной фиксацией. В: Proceedings of the ASME, International Design Engineering Engineering Conference and Computer and Information in Engineering Conference, pp 581–587
Wu YB, Ding GF, Wang J et al (2010) Использование низконапряженных материалов с низкой жесткостью консольная балка для бистабильного механизма.Microelectron Eng 87 (11): 2035–2041
Google Scholar
Wycisk M, Tönnesen T, Binder J et al (2000) Недорогая интеграция гальванических микроструктур пост-КМОП для инерционного зондирования. Актуаторы Sens A Phys 83 (1–3): 93–100
Google Scholar
Xi Z, Zhang P, Nie W et al (2014) Новый всенаправленный инерциальный переключатель MEMS с гибкими электродами. Актуаторы Sens A Phys 212: 93–101
Google Scholar
Xie YJ (2006) Исследование методов измерения и ключевых технологий для динамической характеристики микроструктур MEMS.Диссертация, Университет науки и технологий Хуачжун
Xu Q, Yang Z, Sun Y et al (2017) Ударопрочность инерционного микропереключателя на основе mems при обратном направленном сверхвысоком ускорении g для приложений IoT. Научный журнал 7: 45512
Google Scholar
Янг З., Динг Дж., Чен В. и др. (2007) Проектирование, моделирование и определение характеристик инерционного микропереключателя, изготовленного некремниевым микропереключателем.Дж. Micromech Microeng 17 (8): 1598
Google Scholar
Ян З., Дин Дж., Цай Х и др. (2008) Инерционный переключатель МЭМС с эластичным фиксированным электродом мостового типа для длительного контакта. IEEE Trans Electron Devices 55 (9): 2492–2497
Google Scholar
Ян Х.Л., Ян Х.В., Ван Дж. (2009a) Конструкция переключателя микроускорения с высоким gn. Преобразователь Микросист Технол 28 (5): 84–86
Google Scholar
Yang ZQ, Ding GF, Cai HG et al (2009b) Разработка микровыключателя ударного ускорения с улучшенным контактом и низкой внеосевой чувствительностью.В: Материалы международной конференции по твердотельным датчикам, исполнительным элементам и микросистемам, конференция по преобразователям, стр. 1940–1943
Ян З., Дин Дж., Цай Х и др. (2009c) Анализ и устранение «пропуска контакта» явление в инерционном микровыключателе для увеличения времени его контакта. Дж. Micromech Microeng 19 (4): 045017
Google Scholar
Янг З., Чжу Б., Чен В. и др. (2012) Изготовление и характеристика многонаправленного чувствительного контактно-усиленного инерционного микровыключателя с электрофоретическим гибким композитным фиксированным электродом.J Micromech Microeng 22 (4): 045006
Google Scholar
Yang Z, Ding G, Wang Y et al (2018) Инерционный переключатель MEMS, основанный на технологии микромеханической обработки поверхности без кремния. В: Huang QA (ed) Микроэлектромеханические системы, Микро / нанотехнологии, том 2. Спрингер, Сингапур, стр. 945–995
Google Scholar
Ю К., Ким Дж. (2009) Новый конфигурируемый инерционный переключатель МЭМС, использующий микромасштабные капли жидкого металла.В: Международная конференция IEEE по MEMS’09, стр. 793–796
Yoo K, Park U, Kim J (2011) Разработка и характеристика нового конфигурируемого инерциального переключателя MEMS с использованием микромасштабной капли жидкого металла в микроструктурированном канале . Актуаторы Sens A Phys 166 (2): 234–240
Google Scholar
Zhang ZM, Wang XS, Yang LM (2002) Ударный выключатель для низкого ускорения. J Transducer Technol 21 (7): 28–30
Google Scholar
Zhang Q, Yang Z, Xu Q et al (2016) Разработка и изготовление инерционного микровыключателя с боковым приводом и многонаправленными ограничивающими структурами для снижения внеосевой чувствительности.J Micromech Microeng 26 (5): 055008
Google Scholar
Zhang F, Wang C, Yuan M et al (2017a) Концепция, изготовление и характеристика кремниевого инерционного переключателя MEMS с пороговым значением 5 g. Дж. Micromech Microeng 27 (12): 125001
Google Scholar
Zhang F, Yuan M, Jin W et al (2017b) Изготовление кремниевого чувствительного к вертикали инерциального микропереключателя с малым ускорением для измерения линейного ускорения.Микросист Технол 23 (7): 2467–2473
Google Scholar
Чжао Дж., Джиа Дж., Ван Х и др. (2007) Новый пороговый акселерометр со структурами фиксации для удерживающих систем подушек безопасности. IEEE Sens J 7 (8): 1102–1109
Google Scholar
Zhao J, Yang Y, Fan K et al (2010) Бистабильный пороговый акселерометр с полностью совместимым зажимно-зажимным механизмом. IEEE Sens J 10 (5): 1019–1024
Google Scholar
Чжун И, Чжан Дж., Ленг С., Чжан Т. (2007) Дифференциальная лазерная доплеровская система для одномерного измерения движения в плоскости МЭМС.Измерение 40 (6): 623–627
Google Scholar
Zhou Z, Nie W, Xi Z et al (2016) Инерционный переключатель MEMS с высокой электрической надежностью, основанный на фиксирующем механизме и схеме защиты от вибрации. IEEE Sens J 16 (7): 1918–1925
Google Scholar
Принадлежности Расширять
Элемент в буфере обмена
Wenguo Chen et al. Микромашины (Базель). .
Бесплатная статья PMC Показать детали Показать вариантыПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
Элемент в буфере обмена
Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplayПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
В данной статье предлагается всенаправленный инерционный переключатель с прямоугольной пружиной, а прототип изготовлен по технологии поверхностной микрообработки.Для оценки согласованности пороговых значений и стабильности всенаправленного инерционного переключателя анализируется жесткость прямоугольных пружин подвески. Результат моделирования показывает, что жесткость соединения системы подвески с прямоугольной пружиной в нечувствительном направлении немного больше, чем в чувствительном направлении, что указывает на усиление устойчивости системы всенаправленной коммутации за счет конструкции прямоугольных пружин. Моделирование динамического отклика показывает, что порог срабатывания инерционного переключателя во всех направлениях с использованием прямоугольной пружины подвески имеет высокую стабильность в горизонтальном направлении.Изготовлен и успешно испытан прототип инерционного переключателя. Результаты тестирования указывают на равномерное распределение порога по горизонтали. Пороговое ускорение сконструированного инерционного переключателя составляет около 58 g в направлении X и 37 g в направлении Z; время контакта составляет около 18 мкс.
Ключевые слова: МЭМС; время контакта; инерционный микровыключатель; прямоугольная пружинная подвеска; поверхностная микрообработка.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Рисунок 1
( a ) Модель прямоугольной пружины; ( b ) Модель…
фигура 1( a ) Модель прямоугольной пружины; ( b ) Модель S-образной пружины; ( c ) Диаграмма распределения жесткости прямоугольной пружины и S-образной пружины.
Рисунок 2
( a ) Распределение рабочего объема…
Рисунок 2
( a ) Распределение смещения системы подвески при приложении усилия…
фигура 2( a ) Распределение смещения системы подвески при приложении силы в направлении оси x.( b ) Распределение смещения системы подвески с S-образными пружинами при приложении усилия в направлении 22,5 градуса. ( c ) Распределение жесткости подвески с S-образной формой. ( d ) Распределение смещения системы подвески при приложении силы в направлении оси x. ( e ) Распределение смещения системы подвески с прямоугольными пружинами при приложении усилия в направлении 22,5 градуса. ( f ) Распределение жесткости подвески с прямоугольной пружиной.
Рисунок 3
( a ) Трехмерная структура проектируемого инерционного переключателя; ( б…
Рисунок 3( a ) Трехмерная структура проектируемого инерционного переключателя; ( b ) Принципиальная схема неподвижного электрода; ( c ) Конструкция инерционного переключателя, вид сверху; ( d ) Полуконструкция, вид сбоку.
Рисунок 4
( a ) КЭ модель проектируемого инерционного переключателя; ( b )…
Рисунок 4( a ) КЭ модель проектируемого инерционного переключателя; ( b ) Процесс динамического контакта в чувствительном направлении; ( c ) Процесс динамического контакта в 0 ° и 22.5 ° направления.
Рисунок 5
( a ) Имитационная модель конечных элементов для динамического контакта в…
Рисунок 5.( a ) Имитационная модель конечных элементов для динамического контакта в вертикальном направлении; ( b ) Кривые динамического отклика подвижного и неподвижного электродов в вертикальном направлении.
Рисунок 6
Схема изготовления.
Рисунок 6
Схема изготовления.
Рисунок 6Схема изготовления.
Рисунок 7
СЭМ-фото прототипа.
Рисунок 7
СЭМ-фото прототипа.
Рисунок 7СЭМ-фото прототипа.
Рисунок 8
Система падающего молота.
Рисунок 8
Система падающего молота.
Рисунок 8Система падающего молота.
Рисунок 9
Испытанный порог в…
Рисунок 9
Тестируемый порог по оси x.
Рисунок 9Тестируемый порог по оси x.
Рисунок 10
Испытанный порог в 22,5…
Рисунок 10
Проверяемый порог в 22,5 градуса от оси абсцисс.
Рисунок 10.Тестируемый порог в 22.5 градусов от оси абсцисс.
Рисунок 11
Испытанный порог в…
Рисунок 11
Тестируемый порог по оси z.
Рисунок 11.Тестируемый порог по оси z.
Все фигурки (11)
Чен В., Ван Р., Ван Х, Конг Д., Сун С. Чен В. и др.Микромашины (Базель). 18 ноября 2019; 10 (11): 791. DOI: 10,3390 / mi10110791. Микромашины (Базель). 2019. PMID: 31752181 Бесплатная статья PMC.
Чен В., Ван Х, Конг Д., Сун С. Чен В. и др. Датчики (Базель). 3 декабря 2018 г .; 18 (12): 4238. DOI: 10,3390 / s18124238.Датчики (Базель). 2018. PMID: 30513916 Бесплатная статья PMC.
Пэн Й, Вэнь З., Ли Д., Шанг З. Peng Y, et al. Датчики (Базель). 2017 16 февраля; 17 (2): 387. DOI: 10,3390 / s17020387. Датчики (Базель). 2017 г. PMID: 28212325 Бесплатная статья PMC.
Пэн И, Ву Г, Пан С, Ур С, Ло Т. Peng Y, et al. Микромашины (Базель). 2018 23 октября; 9 (11): 539. DOI: 10,3390 / mi39. Микромашины (Базель). 2018. PMID: 30715038 Бесплатная статья PMC.
Мохаммед З., Эльфадель И.А.М, Расрас М. Мохаммед З. и др.Микромашины (Базель). 2018 16 ноября; 9 (11): 602. DOI: 10,3390 / mi
02. Микромашины (Базель). 2018. PMID: 30453536 Бесплатная статья PMC. Обзор.
Показать все 16 ссылок
[1] Л.М. Рогланс и Дж. Б. Энджелл. Серийно изготовленный кремниевый акселерометр. IEEE Trans. Электронные устройства ， ED-6, 1979: 1911 ~ (1917).
DOI: 10.1109 / t-ed.1979.19795
[2] http: / www.аналог. com.
[3] M. J. Jia, X. X. Li ,. З. Х. Сонг, М. Бао, Ю. Ван, Х, Ян. J. Микромеханика и микротехника.17，567 (2007).
[4] X. L. Yuan, Q. A. Huang Huang и L. X. P. Liao. J. Microsyst Technol. 14, 349 (2007).
[5] Р.П. Лароз и К.Д. Мерфи, Дж. Нелинейный динамик, 5, (2009).
[6] Р.В. Филд-младший, Д.С. Эппб, Дж. Датчики и исполнительные механизмы. 134, 109 (2007).
[7] Тадао Мастсунага и Масаёси Эсаши. Переключатель ускорения с увеличенным временем удержания с эффектом сжатия пленки для систем боковых подушек безопасности.Датчики и исполнительные механизмы, 2002 (100): 10 ~ 17.
DOI: 10.1016 / s0924-4247 (02) 00039-0
[8] Чон Сан Го ， Ён — Хо Чо и Бён Ман Квак.Щелкающие микровыключатели с регулируемым порогом ускорения, датчики и исполнительные механизмы ， A1996 (83): 579 ~ 583.
DOI: 10.1109 / sensor.1995.721926
Zhanwen Xi родился в Хэнане, Китай, в 1963 году.Он получил степень бакалавра, магистра и доктора философии. степень в области электромеханики, полученная в Нанкинском университете науки и технологий, Нанкин, Китай, в 1985, 1988 и 2003 годах соответственно. В 1990 году он поступил в Школу машиностроения Нанкинского университета науки и технологий в качестве преподавателя. С 2004 года он является профессором школы машиностроения Нанкинского университета науки и технологий. Его текущие исследовательские интересы включают разработку и производство устройств микроэлектромеханических систем, датчиков MEMS и технологий микропроизводства для некремниевых устройств.
Нань Конг родился в городе Хэнань, Китай, в 1990 году. Он получил степень бакалавра искусств. В 2014 году получил степень в области машиностроения Университета Чжэнчжоу, Чжэнчжоу, Китай. В 2017 году он получил степень магистра машиностроения в Нанкинском университете науки и технологий, Нанкин, Китай. Его исследовательские интересы включают проектирование, моделирование, изготовление и эксперименты. инерциальных устройств MEMS.
Вейронг Не родилась в Цзянсу, Китай, в 1969 году. Она получила B.E., M.E. и Ph.D. степени в области электромеханики, полученные в Нанкинском университете науки и технологий, Нанкин, Китай, в 1991, 1994 и 2002 годах соответственно. В 1994 году она поступила в Школу машиностроения Нанкинского университета науки и технологий в качестве ассистента преподавателя. С 2002 года она является доцентом факультета машиностроения Нанкинского университета науки и технологий. В настоящее время ее исследовательские интересы включают проектирование, моделирование и изготовление устройств микроэлектромеханических систем, а также технологии микропроизводства некремниевых устройств.
Юнь Цао родился в провинции Хунань, Китай, в 1990 году. Он получил B.E. и к.т.н. Степень в области машиностроения в Нанкинском университете науки и технологий, Нанкин, Китай, в 2012 и 2017 годах соответственно. В 2017 году он поступил в Школу электронной и оптической инженерии Нанкинского университета науки и технологий в качестве постдока. С 2019 года он является доцентом факультета машиностроения Нанкинского университета науки и технологий. Его текущие исследовательские интересы включают проектирование, моделирование и производство устройств MEMS, а также технологию фотоакустической визуализации.
Цан Чжэн родился в городе Хэнань, Китай, в 1993 году. Он получил степень бакалавра искусств. В 2014 году получил степень в области технологий обнаружения и контроля Пекинского технологического института, Пекин, Китай. В 2019 году он получил степень магистра машиностроения в Нанкинском университете науки и технологий, Нанкин, Китай. Его исследовательские интересы включают проектирование, моделирование, изготовление и эксперимент инерциальных устройств MEMS.
© 2019 Издано Elsevier BV
На основе МЭМС был предложен предварительный теоретический метод расчета времени контакта системы с двойной массой и пружиной, применяемой для ударного ускорения. всенаправленный инерционный переключатель.Было проанализировано влияние соответствующих параметров на время контакта, и теоретические результаты согласились с предсказаниями моделирования. Теоретический метод может обеспечить конструкцию инерционного переключателя MEMS с увеличенным временем контакта. Системная жесткость системы масса-пружина во всех направлениях была получена методом FE. Результаты моделирования динамического контакта времени контакта в типичных направлениях при приложенном ударном ускорении показывают, что переключатель имеет время контакта в диапазоне от 33 μ с до 95 μ с и имеет улучшенный контактный эффект с двойной массой-пружиной. система в инерционном переключателе MEMS.Изготовленные переключатели были испытаны на ударном испытательном устройстве. Результаты показывают, что переключатель может быть надежно замкнут во всех направлениях при приложении ударного ускорения и имеет длительное время контакта, что в основном соответствует теоретическим результатам.
Инерционные переключатели на основе микроэлектромеханической системы (МЭМС) обычно воспринимают ударное ускорение подвижной контрольной массой, и контрольная масса контактирует с неподвижным электродом, когда ускорение превышает заданный порог.Они представляют большой интерес во многих областях, таких как игрушки, аксессуары, автомобилестроение, военное оружие, здравоохранение и другие приложения для мониторинга ударов [1–5].
Поскольку Frobenius et al. представили электромеханический переключатель консольного типа в 1972 году [6], многие исследования были выполнены с различными механизмами: фиксирующим переключателем, бистабильным переключателем, настраиваемым пороговым переключателем и жидкостным переключателем, чтобы улучшить контактный эффект и добиться большей надежности [7–10] . Кроме того, Currano et al. сообщили о 3-осевом переключателе ускорения [5], а Лю и Хао [11] и Линь и др.[12] предложил пассивный универсальный инерционный переключатель MEMS. Хотя эти переключатели обеспечивают многонаправленное обнаружение, они имеют короткое время контакта с методом жесткого контакта (традиционный контактный метод инерционного переключателя), который не способствует обработке сигналов для последующей цепи. Cai et al. [3] разработали переключатель с подвижной точкой контакта, причем точка контакта была установлена на верхнем центре контрольной массы, которая претерпевает наибольшую деформацию [13]; в результате у переключателя увеличилось время контакта.Мацунага и Эсаши сообщили о переключателе ускорения с двойной системой масса-пружина, а для увеличения времени контакта используется эффект сжимаемой пленки [2]. Кроме того, было использовано явление электростатического втягивания, чтобы позволить переключателю иметь возможность фиксации в состоянии «включено», о чем сообщают Jia et al. [14] и Ян и др. [15] разработали микровыключатель с электрофоретическим гибким композитным фиксированным электродом, который может обеспечивать гибкий контакт между электродами и увеличивать время контакта; также Lee et al.предложили переключатель с увеличенным временем контакта с использованием контактных площадок из углеродных нанотрубок (УНТ) [16]. Хотя вышеупомянутые переключатели имеют длительное время контакта и улучшенный контактный эффект за счет изменения структуры или использования композитного материала, фактор влияния времени контакта согласно теоретическому анализу, определяющему конструкцию переключателя, отсутствовал.
Замыкающие характеристики переключателя включают время контакта, эффект контакта и возможность включения во всех направлениях. И время контакта является важным параметром работы инерционного переключателя MEMS, когда он используется в военном оружии, подверженном сильному ударному ускорению и требующему небольшого размера для повышения надежности и миниатюризации.Поскольку время контакта невелико, это не способствует обработке сигнала для последующей схемы. В нашей предыдущей статье мы предложили новый всенаправленный инерционный переключатель MEMS с гибкими электродами, который имеет всенаправленную чувствительность и улучшенный контактный эффект. Однако теоретический метод расчета времени контакта переключателя не был приведен [17]. В этой статье был представлен предварительный метод расчета времени контакта двойной системы масса-пружина в инерционном переключателе, а результаты моделирования подтвердили теоретические расчеты; Между тем теоретические результаты совпадают с результатами испытаний.Это могло бы обеспечить теоретическую основу для увеличенного времени контакта инерционного переключателя MEMS.
Структура всенаправленного инерциального переключателя MEMS показана на рисунке 1. Он состоит из двух основных частей: толстой подвешенной контрольной массы с пружинами в качестве подвижного электрода, дугообразных полос с пружинами, симметрично расположенных вокруг контрольной массы, и круговая петля с перекладиной над испытательной массой в виде радиальных и осевых неподвижных электродов, которые подвешены на пружинах и поперечной балке.Подвижный электрод имеет зазор от неподвижных электродов, который удерживает цепь в статическом состоянии. Что касается ударного ускорения, действующего в любом радиальном направлении (в плоскости XOY ) или в осевом направлении (направление оси), подвижный электрод будет двигаться в направлении одного из неподвижных электродов. Когда ускорение превышает пороговое значение, смещение подвижного электрода достигает величины зазора, подвижный электрод контактирует со стационарными электродами, и переключатель включается.В результате гибкий контакт между подвижным электродом и неподвижными электродами реализуется с помощью гибких электродов, и переключатель имеет длительное время контакта, намного большее, чем в литературе [11, 12] с жестким контактом. Также использование гибких электродов делает включенное состояние более стабильным.
Переключатель в основном состоит из системы масса-пружина и системы электрод-пружина, которые образуют двойную систему масса-пружина.На рисунке 2, и выбраны для определения направления ударного ускорения в полусфере. Когда переключатель подвергается ударному ускорению в направлении, показанном на рисунке 2, две системы одновременно испытывают ускорение; тогда контакт между массой и электродом в этом направлении можно упростить до столкновения системы масса-пружина с упругой стенкой. Масса системы электрод-пружина настолько мала, что ею можно пренебречь, сравнивая с массой системы масса-пружина.Следовательно, система электрод-пружина эквивалентна упругой стенке с коэффициентом упругости и без массы. Система с двойной массой и пружиной может быть уравновешена физической моделью на Рисунке 3, а зазор между электродами находится в исходном состоянии. — масса, эквивалентная общей массе испытательной массы и опорных пружин. , — жесткость системы (см. раздел 3.1) системы масса-пружина и системы электрод-пружина в направлении, соответственно. , — коэффициент демпфирования системы масса-пружина и системы электрод-пружина в направлении соответственно.
Нелинейностью жесткости пренебрегают из-за небольшой деформации двух систем; в результате, являются постоянными в определенном направлении, но изменяются с помощью и.
(1) Когда контрольная масса не сталкивается с упругой стенкой, поэтому динамика контрольной массы выражается как где представляет собой смещение контрольной массы, а — ускорение внешнего удара и. Поскольку демпфирование сжатой пленки и синовиальное демпфирование сконструированного переключателя чрезвычайно малы, коэффициент демпфирования и игнорируется, чтобы упростить расчет.Уравнение (1) переписывается следующим образом: Решая (2), мы получаем смещение контрольной массы: где — незатухающая резонансная частота контрольной массы и.
(2) Когда пробная масса сталкивается с упругой стенкой и между ними существует пара сил взаимодействия, и (силы взаимодействия появляются впервые) — начальное время столкновения; уравнение связи контрольной массы и упругой стенки, движущейся вместе, выражается следующим образом: где — смещение двух электродов, движущихся вместе, и — время, в течение которого два электрода перемещаются вместе, и определяется величиной.Решая (4) с начальными условиями, получаем Смещение контрольной массы и упругой стенки, движущихся вместе при первом столкновении, тогда выражается как
(3) Когда смещение отскока контрольной массы равно, два электрода начнут разделяться. Время контакта первого столкновения — это время пробной массы и упругой стенки от столкновения до процесса отрыва, которое является наименьшим положительным корнем, определяемым следующей формулой: Тогда, решая (5) и (7), получаем ,
Следовательно, время контакта может быть получено из (8).Кроме того, (3), (6) и (8) применимы к радиальным направлениям и осевому направлению путем изменения значений, и.
Решения (8) были получены с помощью численного метода MATLAB. Структурные параметры были показаны в нашей предыдущей работе [17]; разница в том, что в этой статье это 20 мкм м, а не 25 мкм м. Согласно (8) время контакта в направлении связано с жесткостью системы система масса-пружина в направлении, жесткостью системы системы электрод-пружина в направлении, массой контрольной массы и радиальным зазором.° и ° выбираются для анализа влияния соответствующих параметров на время контакта, и соответствующие кривые показаны на рисунке 4.
По мере уменьшения жесткости время контакта быстро увеличивается, как показано на рисунке 4 (b). На рисунке 4 (d) показано, что время контакта значительно увеличивается с увеличением массы. Кроме того, время контакта медленно увеличивается по мере того, как жесткость системы и зазор уменьшаются в диапазоне, позволяющем переключателю замкнуться, как показано на рисунках 4 (а) и 4 (с).
Жесткость системы — это жесткость системы масса-пружина в переключателе, включая контрольную массу и четыре пружины. Хотя жесткость одиночной пружины может быть легко рассчитана с помощью аналитического анализа, жесткость системы настоящего устройства во всех направлениях не может быть рассчитана удобным образом. Таким образом, метод FE используется для анализа жесткости системы. На рисунках 5 (a) и 5 (b) показано распределение жесткости переключателя в плоскости XOY и XOZ соответственно.В результате жесткость системы приблизительно одинакова в плоскости XOY , где частота ошибок между максимальной жесткостью и минимальной жесткостью составляет всего -8 . Очевидно, указано, что жесткость системы в направлении оси является минимальной для жесткости системы в соответствии с рисунком 5 (b), а коэффициент ошибки между максимальной жесткостью и минимальной жесткостью во всех направлениях составляет 8,8%. Хотя эту ошибку можно уменьшить, регулируя параметры конструкции, ее нельзя устранить для системы одиночная масса-пружина.Кроме того, желательно, чтобы жесткость системы во всех направлениях была одинаковой для всенаправленного переключателя, чтобы мы могли соответствующим образом отрегулировать радиальный зазор и осевой зазор, чтобы получить лучшую всенаправленную чувствительность переключателя. Кроме того, жесткость системы постепенно увеличивается по мере увеличения угла с осью в плоскости XOZ .
Система масса-пружина в практических приложениях подвергается большим ударам и вибрации из-за переключателя, приводимого в действие силой инерции; в результате анализ жесткости системы масса-пружина при динамической нагрузке имеет большее инженерное значение.Однако смещения систем электрод-пружина с чрезвычайно малой массой и большой жесткостью практически равны нулю при динамической нагрузке. Эти смещения вызваны силой столкновения испытательной массы и электродов, поэтому анализ жесткости систем электрод-пружина при статической нагрузке более точен. Жесткость переключателя моделировалась методом изменения единственного фактора. Результаты моделирования показаны на рисунке 6.
Рисунок 6 (a) показывает, что жесткость системы масса-пружина увеличивается с шириной пружины, а жесткость радиального электрода увеличивается с шириной пружины аналогичным образом.Указывается, что жесткость наиболее чувствительна к ширине пружины; поскольку ширина имеет небольшое изменение, жесткость изменится больше. Кроме того, жесткость осевого электрода быстро увеличивается с увеличением толщины поперечной балки и медленно увеличивается с увеличением ширины поперечной балки, как показано на рисунке 6 (b).
Программное обеспечение ANSYS было применено для построения конечно-элементной модели и имитационная модель с двумя радиальными электродами и осевым электродом, как показано на рисунке 7.Материал — никель, где модуль Юнга составляет 180 ГПа, а коэффициент Пуассона равен 0,3 [18]. Для построения сетки модели использовался метод SWEEP, а сетка контактной площадки сделана качественной. Наконец, смещения внешнего конца пружин и поперечной балки должны быть равны нулю при всех степенях свободы. При этом радиальный зазор и осевой зазор составляют 20 мкм м и 30 мкм м соответственно.
Чтобы наглядно проиллюстрировать процесс динамического удара, в соответствии с нашей прикладной средой к модели было применено сверхпороговое полусинусоидальное ускорение с амплитудой 450 g и длительностью 1 мс в разных направлениях удара, таких как направление оси, 45 ° с направлением оси в плоскости XOY , направлением оси и 45 ° с направлением оси в плоскости XOZ .Результаты моделирования показаны на рисунке 8, включая смещения контрольной массы и электродов, а также сигнал ударного ускорения и выходной сигнал.
На рисунке 8 (а), когда смещение контрольной массы достигает радиального зазора 20 мкм м, контрольная масса контактирует с радиальными электродами, и включается внешняя цепь, поэтому мы получаем выходной сигнал. Время контакта переключателя 95,0 μ с в направлении оси. Точно так же время контакта переключателя под углом 45 ° с направлением оси в плоскости XOY составляет 40 µ с, как показано на рисунке 8 (b).Он короче, чем в направлении оси, что является результатом жесткости системы радиального электрода в 45 ° с направлением оси больше, чем в направлении оси. Эта ситуация согласуется с теоретическими результатами, показанными на рисунке 4 (б). Кроме того, из рисунков 8 (c) и 8 (d) видно, что время контакта в направлении оси и под углом 45 ° к направлению оси в плоскости XOZ составляет 33 μ с и 55 μ s соответственно. Под углом 45 ° с направлением -оси контрольная масса одновременно создает смещение в направлении -оси и направлении -оси.Смещение в направлении оси больше, чем радиальный зазор, в то время как смещение в направлении оси меньше, чем осевой зазор; в результате контрольная масса контактирует с радиальным электродом, а не с осевым электродом. Показано, что переключатель может быть надежно замкнут при приложенном ударном ускорении 450 g и имеет длительное время контакта.
Время контакта можно получить, изменив ширину пружины электрода в имитационной модели, в то время как другие параметры переключателя остаются прежними.Ряд точек был получен и отмечен на Рисунке 4 (b) как результаты моделирования. Аналогичным образом, ряд точек был получен путем изменения толщины контрольной массы и отмечен на рисунке 4 (d). Результаты моделирования и теоретического расчета согласуются. Теоретический расчет может быть использован для прогнозирования времени контакта разработанного переключателя.
Всенаправленный инерционный переключатель MEMS был изготовлен на основе технологии микромеханической обработки поверхности некремния.СЭМ-изображение изготовленного переключателя с размерами 2,8 мм × 2,8 мм × 210 мкм м и минимальной шириной линии 15 мкм м показано на рисунке 9.
Изготовленные прототипы переключателя были испытаны на ударную нагрузку. Система, в которой для калибровки использовался стандартный акселерометр (CA-YD-180) с чувствительностью 5,292 мВ / г и схема деления напряжения с напряжением питания постоянного тока 3 В и сопротивлением нагрузки 200 Ом. Система сбора данных была адаптирована для одновременного захвата выходного сигнала акселерометра и отслеживания напряжения через сопротивление нагрузки, как показано на рисунке 10.И тестовый переключатель, и стандартный акселерометр были закреплены на специальном приспособлении с их чувствительным направлением перпендикулярно земле. Различный угол испытания между переключателем и ускорением был достигнут приспособлением. Полусинусоидальные ускорения с разной амплитудой и шириной импульса могут быть получены путем настройки параметров ударной таблицы.
Для сравнения, полусинусоидальное ускорение с амплитудой около 450 g и длительностью 1 мс было применено к переключателю в разных направлениях удара, таких как направление оси, 45 ° и направление оси в плоскости XOY . , направление оси и 45 ° с направлением оси в плоскости XOZ .Результаты испытаний показаны на Рисунке 11.
На Рисунке 11 показано, что переключатель может быть надежно включен в радиальном направлении, в осевом направлении и на определенный угол с осевым направлением под действием приложенного полусинусоидального ускорения с амплитудой 450 g и длительностью 1 мс, что согласуется с результатами моделирования. Тем не менее, есть небольшое отклонение времени контакта при испытании по сравнению с результатами теоретических расчетов, как показано в таблице 1.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Из таблицы 1 видно, что результаты моделирования и теоретических расчетов в основном снова совпадают. Однако теоретическое значение и тестовое значение имеют частоту ошибок 24,7%, 34,0% и 175,5% в направлении оси, 45 ° с направлением оси в плоскости XOY и направлении оси соответственно. Исходя из измеренных конструктивных параметров прототипа переключателя, фактическая ширина пружины меньше проектной, ширина пружин контрольной массы и радиальных электродов уменьшается на 4 ~ 5 мкм м и 2 ~ 3 мкм м, соответственно, а толщина и ширина перекладины уменьшаются на 4 ~ 8 мкм м и 6 ~ 10 мкм м соответственно, но радиальный зазор увеличивается на 2 ~ 4 мкм м, как показано на рисунке 12 ( расстояние между двумя красными пунктирными линиями представляет ширину конструкции).Когда ширина пружины или толщина поперечной балки меньше, жесткость, очевидно, уменьшается, как показано на рисунке 6. В результате увеличивается время контакта, что подтверждается рисунком 4 (b). Это считается основной причиной того, что время контакта при испытании превышает теоретическое значение на 45 ° с направлением оси -с в плоскости XOY и направлением -оси. Кроме того, уменьшение ширины пружины в направлении оси — не единственная причина отклонения, и по мере увеличения радиального зазора это приводит к уменьшению времени контакта, как показано на рисунке 4 (c); Эти случаи могут быть причиной уменьшения времени контакта в направлении оси.
Путем модификации модели на основе измеренных параметров изготовленного прототипа переключателя результаты испытаний совпадают с теоретическими. На рисунках 11 (c) и 11 (d) происходит явление дребезга, и необходимо дополнительно оптимизировать структурные параметры для улучшения характеристик переключателя.
Был предложен предварительный метод расчета времени контакта двойной системы масса-пружина для ударного ускорения, проанализировано влияние соответствующих параметров на время контакта, а результаты моделирования подтвердили теоретические расчеты.Системная жесткость системы масса-пружина во всех направлениях была получена с помощью метода FE, и результаты моделирования динамического контакта на основе МКЭ в типичных направлениях показывают, что переключатель имеет длительное время контакта и имеет улучшенный контактный эффект с двойной массой. пружинная система. Изготовленные переключатели были испытаны на ударном испытательном устройстве. Результаты испытаний показывают, что переключатель может быть надежно замкнут во всех направлениях при приложенном ударном ускорении 450 g и имеет время контакта в диапазоне от 50 μ с до 100 μ с, что имеет небольшое отклонение по сравнению с теоретические результаты.Указывается, что основной причиной является погрешность изготовления, особенно погрешность в ширине пружины, а также в толщине и ширине поперечины.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Эта работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (51475245).
Контекст 1
…. инерционные переключатели на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) имеют большой потенциал для широкого использования в игрушках, аксессуарах, автомобильных и промышленных приложениях [ 1, 2]. Они могут быть встроены в продукты, контейнеры для хранения и транспортировки для определения работоспособности, потребностей в обслуживании и других характеристик [3]. Они также могут быть включены в смарт-рубашки для обнаружения падений среди пожилых людей для применения в гериатрической медицине [4].Инерционный микровыключатель представляет собой одновременно датчик и исполнительный механизм, основная структура которого представляет собой систему масса-пружина, отклоняющаяся от положения равновесия в соответствии с ударным ускорением и выполняющая операцию включения, когда ускорение превышает заданный порог. По сравнению с акселерометром, некоторые из его преимуществ — более простая конструкция и схема интерфейса, меньшее энергопотребление и более низкая стоимость изготовления [4, 5]. Кроме того, использование инерционных переключателей позволит избежать риска неправильной работы из-за электромагнитного шума в системе автомобильных подушек безопасности [6].Следовательно, механический контакт инерционного микровыключателя должен быть улучшен, чтобы в полной мере использовать его преимущества, облегчить обработку сигналов и повысить надежность. В традиционной конструкции, показанной на фиг. 1, контрольная масса в виде подвижного электрода, который подвешен на пружинах или консолях, приводимых либо в поперечном, либо в вертикальном направлении, будет контактировать с неподвижным электродом при достаточном ускорении [2, 5, 7, 8]. Обычно фиксированная точка контакта устанавливается либо на контрольной массе, либо на неподвижном электроде.В этих случаях эффект дребезга контактов будет неизбежен, а время включения будет переходным (обычно менее 10 мкс). Tönnesen и др. Разработали инерционный переключатель с боковым приводом, используя консольную балку с контрольной массой, расположенной посередине, что значительно уменьшило эффект отскока контактов и продлило время включения по сравнению с их первоначальной конструкцией, испытательная масса которой была расположена на консоли. подсказка [9, 10]. В нашей предыдущей работе [11] переключатель с вертикальным приводом имел относительно более длительное время включения, поскольку в качестве неподвижного электрода использовалась упругая балка, расположенная над испытательной массой, а не жесткая подложка.Но тестируемое время включения все равно было не более 12 мкс. В данной работе предложена новая конструкция инерционного микровыключателя с подвижной точкой контакта с целью дальнейшего улучшения контактного эффекта. Переключатель был смоделирован с помощью ANSYS и MATLAB / Simulink, а затем изготовлен с помощью недорогой и удобной технологии многослойного гальванического покрытия, которая позволяет создавать рисунки с высоким соотношением сторон в толстых фоторезистах и квази-3D структурах. Базовая модель инерционного выключателя новой конструкции представлена на рисунке 2.В отличие от традиционной конструкции на рис. 1, это система с двойной массой и пружиной. Помимо системы испытательная масса-пружина (m 1, k 1), точка контакта (m 2) подвешена на внутренней пружине (k 2) в середине испытательной массы, вместо того, чтобы быть жестко закрепленной на ней. Верхний неподвижный электрод имеет расстояние x 0 над точкой контакта и x 01 над контрольной массой, соответственно, где x 0 Контекст 2 …. инерционные переключатели на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) имеют большой потенциал для широкого использования в игрушках, аксессуарах, автомобильных и промышленных приложениях [ 1, 2]. Они могут быть встроены в продукты, контейнеры для хранения и транспортировки для определения работоспособности, потребностей в обслуживании и других характеристик [3]. Они также могут быть включены в смарт-рубашки для обнаружения падений среди пожилых людей для применения в гериатрической медицине [4].Инерционный микровыключатель представляет собой одновременно датчик и исполнительный механизм, основная структура которого представляет собой систему масса-пружина, отклоняющаяся от положения равновесия в соответствии с ударным ускорением и выполняющая операцию включения, когда ускорение превышает заданный порог. По сравнению с акселерометром, некоторые из его преимуществ — более простая конструкция и схема интерфейса, меньшее энергопотребление и более низкая стоимость изготовления [4, 5]. Кроме того, использование инерционных переключателей позволит избежать риска неправильной работы из-за электромагнитного шума в системе автомобильных подушек безопасности [6].Следовательно, механический контакт инерционного микровыключателя должен быть улучшен, чтобы в полной мере использовать его преимущества, облегчить обработку сигналов и повысить надежность. В традиционной конструкции, показанной на фиг. 1, контрольная масса в виде подвижного электрода, который подвешен на пружинах или консолях, приводимых либо в поперечном, либо в вертикальном направлении, будет контактировать с неподвижным электродом при достаточном ускорении [2, 5, 7, 8]. Обычно фиксированная точка контакта устанавливается либо на контрольной массе, либо на неподвижном электроде.В этих случаях эффект дребезга контактов будет неизбежен, а время включения будет переходным (обычно менее 10 мкс). Tönnesen и др. Разработали инерционный переключатель с боковым приводом, используя консольную балку с контрольной массой, расположенной посередине, что значительно уменьшило эффект отскока контактов и продлило время включения по сравнению с их первоначальной конструкцией, испытательная масса которой была расположена на консоли. подсказка [9, 10]. В нашей предыдущей работе [11] переключатель с вертикальным приводом имел относительно более длительное время включения, поскольку в качестве неподвижного электрода использовалась упругая балка, расположенная над испытательной массой, а не жесткая подложка.Но тестируемое время включения все равно было не более 12 мкс. В данной работе предложена новая конструкция инерционного микровыключателя с подвижной точкой контакта с целью дальнейшего улучшения контактного эффекта. Переключатель был смоделирован с помощью ANSYS и MATLAB / Simulink, а затем изготовлен с помощью недорогой и удобной технологии многослойного гальванического покрытия, которая позволяет создавать рисунки с высоким соотношением сторон в толстых фоторезистах и квази-3D структурах. Базовая модель инерционного выключателя новой конструкции представлена на рисунке 2.В отличие от традиционной конструкции на рис. 1, это система с двойной массой и пружиной. Помимо системы испытательная масса-пружина (m 1, k 1), точка контакта (m 2) подвешена на внутренней пружине (k 2) в середине испытательной массы, вместо того, чтобы быть жестко закрепленной на ней. Верхний неподвижный электрод имеет расстояние x 0 над точкой контакта и x 01 над контрольной массой, соответственно, где x 0 Программное обеспечение ANSYS использовалось для моделирования динамический контактный процесс.С помощью этого программного обеспечения для метода конечных элементов (FEM) можно провести удобный и точный анализ для оценки порога сопротивления обратным ускорениям, когда контрольная масса отскакивает в чувствительном направлении. Исходя из результатов предыдущих экспериментов 15 , основным конструкционным материалом инерционного переключателя является гальванический никель, и его свойства следующие: коэффициент Пуассона 0,3, модуль Юнга 171,5 ГПа и плотность 8,96 г · см −3 . На практике инерционный микровыключатель неизбежно будет подвергаться ударам с разных сторон.Особенно в обратном направлении ложный срабатывание произойдет, если упругое расстояние подвижного электрода точно равно зазору x 1 (20 мкм) между неподвижным электродом и подвижным электродом. Следовательно, необходимо исследовать динамический отклик инерционного микровыключателя, подвергшегося механическому удару в обратном чувствительном направлении. Максимально допустимое обратное ускорение, которое не вызывает ложного срабатывания переключателя, определяется как порог обратного ускорения ( a th ).Ускорение a th указывает на ударопрочность инерционного переключателя и является важным параметром для оценки конструкции спроектированного инерционного микропереключателя. Для инерционного переключателя ключевыми факторами, влияющими на a th , являются вес контрольной массы G , жесткость всей системы k и зазор x 2 между контрольной массой и обратным ограничением блокировать.В следующем разделе эти три фактора будут проанализированы по отдельности. Контрольная масса G является одним из наиболее важных факторов, влияющих на порог обратного ускорения a th . Здесь толщина t 0 пружины и зазор x 2 установлены равными 10 мкм.В результате жесткость всей системы k и зазор x 2 неизменны. Масса контрольной массы G определяется как « м », когда толщина контрольной массы H составляет 100 мкм. Если толщина контрольной массы H составляет 55 мкм, 60 мкм, 70 мкм и 80 мкм, соответственно, масса контрольной массы G составляет 0,55 м , 0,6 м , 0,7 м и 0,80 м из-за той же плоской геометрической структуры.На рис. 4 (а) показаны смоделированные кривые смещения-времени подвижного электрода при максимально допустимом обратном ускорении a th для различных грузов с различной контрольной массой G . Когда G изменяется с 0,55 м на м, соответствующий порог обратного ускорения a th составляет 160000 g, 150000 g, 145000 g, 130000 g и 100000 g соответственно. Здесь ускорение 1 g равно 9,8 м / с 2 .Ширина импульса составляет 1 мс. Из рис. 4 (b) видно, что порог обратного ускорения a th уменьшается с увеличением веса контрольной массы G . Другими словами, микровыключатель имеет тенденцию иметь лучшую ударопрочность при меньших G . Рисунок 4 (а) показывает, что контрольная масса сначала движется в обратном чувствительном направлении и сталкивается с обратным ограничивающим блоком во время процесса вынужденной вибрации. Затем он отскакивает, и в процессе свободной вибрации срабатывает ложный спусковой крючок. Кривые динамического отклика подвижного электрода при максимально допустимом пороге обратного ускорения a th при ( a ) другой контрольной массе груз G , ( c ) другой зазор x 2 между контрольной массой и блоком обратных ограничений; ( e ) разная жесткость всей системы k . Зависимости a th от ( b ), G ( d ) x 2 и ( f ) k . Кроме того, зазор x 2 между контрольной массой и обратным блоком ограничения также имеет большое влияние на порог обратного ускорения a th . На рисунке 4 (c) показаны кривые динамического отклика подвижного электрода при максимально допустимом обратном ускорении a th для различного переменного зазора x 2 .Здесь толщина пружины и контрольной массы составляет 10 мкм и 80 мкм соответственно. Когда зазор x 2 изменяется с 5 мкм до 22 мкм (т.е. 5 мкм, 10 мкм, 16 мкм, 18 мкм, 20 мкм и 22 мкм), порог обратного ускорения a th составляет 170000 г, 150000 г, Для исследования зависимости ударопрочности инерционного микровыключателя от жесткости всей системы k , инвариантный зазор x 2 и контрольная масса G установлены равными 16 мкм и 0.8 м соответственно. На рис. 4 (е) показаны кривые перемещения подвижного электрода от времени для различной жесткости всей системы k . Когда толщина t 0 пружины изменяется с 4 мкм до 11 мкм (т.е. 4 мкм, 6 мкм, 7 мкм, 8 мкм, 10 мкм и 11 мкм), соответствующая жесткость всей системы k составляет 12,21 Н / м, 17,79 Н / м, 19,92 Н / м, 23,42 Н / м, 30,41 Н / м и 32,46 Н / м соответственно. Порог обратного ускорения a th составляет 48000 g, 70000 g, 78000 g, 82000 g, Устойчивость к ударам инерционного микропереключателя на основе МЭМС при обратном направленном сверхвысоком ускорении для приложений Интернета вещей
Моделирование методом конечных элементов
Влияние веса контрольной массы
G на ударопрочность инерционного микровыключателя Влияние зазора
x 2 на порог обратного ускорения a th г, 50000 г, 2000 г и 800 г. соответственно. Из рис. 4 (d) видно, что
a th уменьшается с увеличением зазора x 2 между контрольной массой и блоком обратного ограничения.Как следствие, микровыключатель имеет лучшую ударопрочность при меньшем зазоре x 2 . Для инерционного переключателя уменьшение зазора x 2 является эффективным способом избежать ложного срабатывания триггера и повысить надежность устройства. Влияние жесткости всей системы
k на порог обратного ускорения a th g и 96000 g соответственно.Из рис. 4 (е) видно, что
a th увеличивается с увеличением жесткости всей системы k . В результате микровыключатель имеет лучшую ударопрочность при большей жесткости k .
В практических приложениях инерционный микровыключатель неизбежно будет подвергаться ударам в разных направлениях из-за сложной рабочей среды.Особенно в обратном чувствительном направлении возможный ложный срабатывание произойдет, если упругое расстояние достигнет зазора x 2 между контрольной массой и обратным ограничивающим блоком. Следовательно, необходимо исследовать процесс динамического отклика инерционного микровыключателя, запускаемого обратным чувствительным ускорением. В этой конструкции вводится ограничивающий слой, чтобы ограничить воздействие перегрузки с противоположного направления. На рис. 5 (а) показаны кривые динамических характеристик подвижного электрода с ограничивающим слоем и без него.Это означает, что упругое расстояние со сдерживающим слоем меньше зазора x 2 , в то время как упругое расстояние без ограничивающего слоя равно зазору x 2 при том же обратном чувствительном ускорении 45000 г. В результате сработает ложный триггер, если слой ограничений нарушен. Следовательно, ограничивающий слой может улучшить ударопрочность инерционного микровыключателя и устранить ложное срабатывание триггера.Когда инерционный переключатель подвергается механическому удару от приложенного ускорения 45000 g в обратном направлении, максимальное напряжение змеевидной пружины, достигающее максимального обратного смещения, составляет 288,63 МПа, как показано на рис. 5 (b), что меньше, чем предел текучести. прочность гальванического никеля 317 МПа.
Рис. 5( a ) Кривые динамического отклика подвижного электрода с ограничивающим слоем и без ограничивающего слоя при одинаковом ускорении 45000 g в обратном чувствительном направлении.( b ) Распределение напряжений змеевидной пружины, достигающее максимального обратного смещения при обратном ускорении 45000 g.
Короче говоря, порог обратного ускорения a th уменьшается с увеличением веса контрольной массы G и зазора x 2 и a th увеличивается со всей жесткостью системы k . Кроме того, ограничивающий слой может улучшить ударопрочность и предотвратить ложное срабатывание.
Разработанный инерционный микровыключатель был изготовлен на кварцевой подложке с помощью процесса многослойной литографии и гальваники, основанного на технологии поверхностной микрообработки. Основные этапы процесса изготовления инерционного микропереключателя показаны на рис. 6 (a) и описаны следующим образом:
Во-первых, Cr / Cu с общей толщиной 300 нм напыляли на подложку из кварцевой пластины. Затем набор подушек, анкеров и выступающих полос был нанесен гальваническим способом на никель после того, как форма фоторезиста была сформирована.
Затем анкеры, на которых были подвешены пружины, были нанесены гальваническим способом на x 4 выше, чем антиадгезионные полосы, чтобы сформировать первый подвешенный слой.
Пружинный слой наносили гальваническим способом после того, как Cr / Cu напыляли на первый взвешенный слой в качестве второго затравочного слоя.
Пробная масса была нанесена гальваническим способом до необходимой толщины с помощью технологии многократной литографии и многослойного гальванического покрытия.
Анкеры были изготовлены толще контрольной массы, чтобы создать зазор x 3 между нижней частью ограничивающего слоя и верхней частью контрольной массы.