Sensores de Vibração MEMS: Como funciona?

Sensores de Vibração MEMS são acelerômetros que possuem sua tecnologia baseada em chip, conhecida como Micro Electro-Mechanical System. Os sensores são compostos de uma massa suspensa entre um par de placas capacitivas. Quando a inclinação é aplicada ao sensor, a massa suspensa cria uma diferença no potencial elétrico. A diferença é medida como uma mudança na capacitância, e traduzida em energia.

Quando surgiram os acelerômetros MEMS?

Os acelerômetros MEMS surgiram há mais de duas décadas. No entanto, os acelerômetros MEMS usados na época possuíam desempenho bastante limitado, pois apresentavam a largura de banda de frequência máxima de até 2,5 kHz, faixa dinâmica de somente 2g, além de apresentarem grande instabilidade e variações de sinal sob estresse de temperatura. Esses fatores limitavam muito as aplicações dos sensores, principalmente quando falamos em monitoramento de máquinas altamente críticas, que é o caso da Manutenção Preditiva. Mas isso não impediu o uso de acelerômetros MEMS em larga escala em diversas áreas.

Sensores MEMS na indústria automotiva

Na indústria automotiva os sensores MEMS estão presente, por exemplo, nos sistemas de detecção de colisões, pois são capazes de detectar colisões em qualquer direção e ativar adequadamente os airbags e os tensores dos cintos de segurança para proteger os ocupantes dos veículos.

Giroscópios e acelerômetros de alta estabilidade também são sensores-chave nos sistemas de segurança do veículo. Os sistemas automotivos de hoje fazem uso extensivo de sensores MEMS para permitir carros mais seguros e com melhor dirigibilidade, oferecendo baixo custo e excelente confiabilidade.

Quais as principais vantagens dos Sensores MEMS?

Talvez uma das maiores vantagens dos sensores baseados em tecnologia MEMS seja a capacidade de escalar a fabricação, reduzindo portanto seu custo.

Grandes volumes de sensores MEMS são fabricados para utilização em celulares, tablets e aplicações automotivas desde 1990. Nos últimos 25 anos, mais de um bilhão de sensores foi utilizado em aplicações automotivas, demonstrando que sua confiabilidade e a qualidade tem sido das mais altas.

Essa capacidade de fabricação também está disponível para fabricação de sensores MEMS para aplicações industriais, o que tem tornado a redução dos custos dos sensores para esta aplicação uma realidade.

O avanço da tecnologia dos Sensores MEMS e a Manutenção Preditiva

Tendo em vista os propósitos da Manutenção Preditiva, as especificações dos acelerômetros MEMS avançaram significativamente desde que surgiu a tecnologia, como mencionamos já há alguma décadas.

Atualmente, as especificações de alguns acelerômetros MEMS de baixo custo disponíveis no mercado já são comparáveis às de sensores de vibração piezelétricos, que são os sensores mecânicos amplamente consolidados e utilizados há mais de 50 anos em diagnósticos de máquinas industriais.

Mas fique atento! Para o uso de sensores de vibração MEMS em ambientes industriais, os sensores devem ter baixa densidade de ruído, alta estabilidade de sinal sob variação de umidade e temperatura, e claro, alta largura de banda!

Os Sensores Pacifco

Os Sensores Pacifco foram desenvolvidos utilizando o que existe de mais avançado em acelerômetros MEMS para atender às exigências de diagnósticos de máquinas.