Research Article

A Resonant MEMS Lorentz Force Based Magnetometer with Amplitude Detection

Volume: 22 Number: 3 December 8, 2017
TR EN

LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE

Abstract

Bu çalışmada titreşim genliği ölçümü ile çalışan Lorentz kuvveti tabanlı ve algılayıcısı tınlaşan MEMS yük hücresi olan bir manyetometre sunulmaktadır. Manyetometre, tarak elektrotlara sahip Çift Bağlı Diyapazon (ÇBD) bir tınlatıcı ile, uçlarından ve ortalarından birbirlerine bağlanmış kirişlerden oluşan bir ızgara yapısından oluşmaktadır. Izgara yapısı, üzerinden geçen akımla Lorentz kuvvetini oluştururken, elektriksel direncin ve yapının sıcaklığının yükselmesini engellemektedir. Maksimum hassasiyet için yapının genlik frekans tepkisinin eğiminin en büyük olduğu tahrik frekansı seçilmiştir. Manyetometre standart SOI (Yalıtkan-Üzeri-Silisyum) mikro-işleme teknikleri kullanılarak 35µm yapısal kalınlıkla üretilmiştir. Yapılan frekans tepkisi testinde ÇBD yapısının tınlaşım frekansının 63812,1 Hz ve 0,2 mTorr'daki kalite faktörünün de 5950 olduğu belirlenmiştir. Testler yapıya dik olarak oluşturulan 30mT manyetik alan altında, 100mA ızgara akımı ve 70mV tahrik genliği ile yapılmıştır. Manyetometrenin orantı katsayısı 113.7 mV/T ve duyarlılığı  965 µT/Hz½ olarak ölçülmüştür.

Keywords

References

  1. 1. Azgin, K. ve Valdevit, L. (2013) The effects of tine coupling and geometrical imperfections on the response of DETF resonators, Journal of Micromechanics and Microengineering, 23, 125011-(1-12). DOI:10.1088/0960-1317/23/12/125011
  2. 2. Bahreyni, B. ve Shafai, C. (2005) A micromachined magnetometer with frequency modulation at the output, IEEE Sensors 2005, Irvine, 580-583. DOI: 10.1109/ICSENS.2005.1597765
  3. 3. Blom, F. R., Bouwstra, S., Fluitman, J. H. J. ve Elwenspoek, M. (1989) Resonating silicon beam force sensor, Sensors and Actuators, 17, 513-519. DOI:10.1016/0250-6874(89)80039-3
  4. 4. Brugger, S. ve Paul, O. (2008) Resonant magnetic microsensor with microT resolution, IEEE 21st International Conference on MEMS, Tucson, 944-947. DOI:10.1109/MEMSYS.2008.4443813
  5. 5. Chang, S. C., Putty, M. W., Hicks, D. B., Li, C. H. ve Howe, R. T. (1990) Resonant-bridge two-axis microaccelerometer, Sensors and Actuators A: Physical, 21, 342-345. DOI:10.1016/0924-4247(90)85068-F
  6. 6. Cheshmehdoost, A., Jones, B. E. ve O'Connor, B. (1991) Characteristics of a force transducer incorporating a mechanical DETF resonator, Sensors and Actuators A: Physical, 26, 307-312. DOI:10.1016/0924-4247(91)87009-R
  7. 7. DiLella, D., Whitman, L. J., Colton, R. J., Kenny, T. W., Kaiser, W. J., Vote, E. C., Podosek, J. A. ve Miller, L. M. (2000) A micromachined magnetic-field sensor based on an electron tunneling displacement transducer, Sensors and Actuators A: Physical, 86, 8-20. DOI:10.1016/S0924-4247(00)00303-4
  8. 8. Emmerich, H. ve Schofthaler, M. (2000) Magnetic field measurements with a novel surface micromachined magnetic-field sensor, Electron Devices, IEEE Transactions on, 47, 972-977. DOI:10.1109/16.841228

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Kıvanç Azgın
ORTA DOĞU TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
0000-0002-1778-963X
Türkiye

Publication Date

December 8, 2017

Submission Date

July 4, 2017

Acceptance Date

September 22, 2017

Published in Issue

Year 2017 Volume: 22 Number: 3

APA
Azgın, K. (2017). LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 22(3), 61-80. https://doi.org/10.17482/uumfd.325923
AMA
1.Azgın K. LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE. UUJFE. 2017;22(3):61-80. doi:10.17482/uumfd.325923
Chicago
Azgın, Kıvanç. 2017. “LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN Ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22 (3): 61-80. https://doi.org/10.17482/uumfd.325923.
EndNote
Azgın K (December 1, 2017) LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22 3 61–80.
IEEE
[1]K. Azgın, “LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE”, UUJFE, vol. 22, no. 3, pp. 61–80, Dec. 2017, doi: 10.17482/uumfd.325923.
ISNAD
Azgın, Kıvanç. “LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN Ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22/3 (December 1, 2017): 61-80. https://doi.org/10.17482/uumfd.325923.
JAMA
1.Azgın K. LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE. UUJFE. 2017;22:61–80.
MLA
Azgın, Kıvanç. “LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN Ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol. 22, no. 3, Dec. 2017, pp. 61-80, doi:10.17482/uumfd.325923.
Vancouver
1.Kıvanç Azgın. LORENTZ KUVVETİ TABANLI, TINLAYAN ve TİTREŞİM GENLİĞİ ÖLÇÜMÜ İLE ÇALIŞAN BİR MEMS MANYETOMETRE. UUJFE. 2017 Dec. 1;22(3):61-80. doi:10.17482/uumfd.325923

Announcements:

30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.