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Os acelerómetros MEMS têm um papel importante no desenvolvimento de novas soluções/funcionalidades para a indústria automóvel, nomeadamente na melhoria das condições de segurança e de condução. Não obstante, dispositivos com melhor performance, dimensões mais reduzidas e menor custo possibilitariam a implementação de mais casos de uso/funcionalidades. A encapsulação em vácuo tem sido alvo de estudo para desenvolver sensores MEMS de dimensões reduzidas e de baixo custo, uma vez que viabiliza a integração monolítica de todos os sensores que compõe uma unidade de medição inercial. Contudo, os acelerómetros MEMS tradicionais não operam corretamente nestas condições. Esta tese foca-se no desenvolvimento de um acelerómetro MEMS ressonante baseado em ressonadores DETF ("double-ended tuning fork"). O sensor proposto é composto por dois ressonadores numa configuração diferencial para minimizar os efeitos de modo comum, ao qual foram adicionadas alavancas para aumentar a sensibilidade. Os dispositivos foram fabricados num processo standard de microfabricação na Bosch e encapsulados em vácuo. Foi desenvolvido um sistema que permite operar os ressonadores em malha aberta e malha fechada. Em malha fechada, a frequência de excitação dos DETF é constantemente atualizada, aumentando a linearidade e gama de medição. Após a caraterização exaustiva realizada é possível destacar uma alta sensibilidade (170.7 Hz/g) e boa não-linearidade (<0.63 %), em dimensões reduzidas (0.25 mm2), uma largura de banda de 63 Hz e uma gama de medida de ±5 g. Adicionalmente, é ainda apresentado um magnetómetro MEMS diferencial e modulado em frequência, que permite provar a deteção de campo magnético com DETFs. O sensor é também composto por um transdutor de força de Lorentz, tendo sido otimizado para aumentar a sua sensibilidade. Os magnetómetros foram fabricados no INL num processo SOI e é também apresentada a sua validação experimental.
MEMS, magnetómetro MEMS, resonant accelerometer, vacuum encapsulation, acelerómetro ressonante, frequency-modulated magnetometer, vácuo
MEMS, magnetómetro MEMS, resonant accelerometer, vacuum encapsulation, acelerómetro ressonante, frequency-modulated magnetometer, vácuo
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