Kuvars İvmeölçer Kapalı Döngü Analog Okuma Devresi

Year 2020, Volume: 8 Issue: 1, 15 - 25, 23.03.2020

Mehmet Oğuz Günbaz , Mehmet Timur Aydemir

https://doi.org/10.29109/gujsc.563873

Abstract

Bu çalışmada taktik seviye kuvars ivmeölçerlerin
hassas okuma devreleri için analog devre tasarımı yapılmıştır. Kuvars ivmeölçer
yapısı alt birimlerine ayrılarak matematiksel olarak modellenmiştir. Hazırlanan
modelleme üzerindeki parametre değişimlerinin sonuçlarını gözlemlemek üzere
model MATLAB-SIMULINK ortamına aktarılmıştır. Literatürde önceden yapılan
çalışmalar ışığında açık ve kapalı döngü devre modelleri üzerinde durulmuş
ayrıca voltaj frekans dönüşümü ya da Σ-Δ dönüşümü gibi pek çok tasarım modeli üzerinde
çalışılarak, ideal tasarım oluşturulmuştur. Oluşturulan simülasyonun gerçek
koşullara uygun olması amacıyla bileşenlerin ve diğer gürültü oluşturabilecek
kaynakların etkileri simülasyona yansıtılmıştır. Bu model kapsamında yapılan
çalışmalarda optimal devre yapısına ulaşılmış ve bu devre prototipe aktarılıp
gerçeklenmiştir. Hazırlanan modeller ışığında devre yapısının nihai hali ortaya
çıkarılmış ve bu yapı önce şematiğe ardından baskı devre kartı üzerinde hayata
geçirilmiştir. Gerçeklenen okuma devresi laboratuar ortamında çeşitli test
düzeneklerinde denenmiş ve parametreleri çıkarılmıştır. Elde edilen
parametreler ile simülasyon sonuçları karşılaştırılmış, üretim ve tasarım
hedeflerinin uyumluluğu değerlendirilmiştir.

Keywords

İvmeölçer, Kapasitif Sensörler, PWM

References

• Referans 1 N. Yazdi, H. Kulah, K. Najafi, J. F. Dawson, M. D. Ganley, A. C. Martin, S. J. Porter ve D. W. P. Thomas, " Precision readout circuits for capacitive microaccelerometers," IEEE Sensors, p. 28-31, October 2004.Referans 2 J.H. Lu, M. Inerowicz, S. Joo, J. K. Kwon, B. Jung " A Low-Power, Wide-Dynamic-Range Semi-Digital Universal Sensor Readout Circuit Using Pulsewidth Modulation" IEEE Sensors Journal Volume: 11 , Issue: 5 , May 2011 .Referans 3 O. Kaplan, " Kablosuz Güç Aktarımı İçin Karşılıklı Endüktans Hesaplama Aracının Geliştirilmesi", Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7(1): 37-48, 2019 Referans 4 J.C Stiles, “Quartz Accelerometer”, U.S. Patent US3209601A Referans 5 Y. Liang, X. Liu, C. Weiping, Z. Zhou, « High resolution interface circuit for closed-loop accelerometer,» IEEE Journal of Semiconductors, 32(4), May 2011. Referans 6 İ. E. Ocak, H. Kulah, R. Kepenk, T. Akın, « A high performance ∑-Δ Readout circuitry for μg resolution microaccelerometers» IEEE Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 64(2), 137-145, August 2010Referans 7 Y. Terzioglu, S. E. Alper, K. Azgin, T. Akin, “A capacitive MEMS accelerometer readout with concurrent detection and feedback using discrete components”, IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, July 2014Referans 8 J. Soenab, A. Vodab, C. Condeminea, “Controller design for a closed-loop micromachined accelerometer”, Volume 15, Issue 1, (P)57-68, January 2007,Referans 9 C. M. Philip , "Practical Accelerometer Testing", Royal Aircraft Establishment, December 1998