Skip to main content
Erschienen in: Experimental Mechanics 6/2009

01.12.2009

A New Method for Measuring Displacements of Micro Devices by an Optical Encoding System

verfasst von: E. Ben-David, O. Kanner, D. Shilo

Erschienen in: Experimental Mechanics | Ausgabe 6/2009

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Micro electro mechanical systems (MEMS) frequently require displacement measurements with high accuracy, a high sampling rate, and a long sensing travel. However, the available methods for measuring displacements of micro devices are typically limited in terms of at least one of these figures of merit. In this paper, we present a novel implementation of an optical encoding method for measuring displacements of micro devices that provides good capabilities in all of these figures of merit. The optical encoding system combines a commercial reading apparatus with a custom-made metal grating that can be easily produced during MEMS fabrication. Experimental tests demonstrate the ability of the system to measure displacements with a resolution of 25 nm and sampling rate of 1 MHz, under a variety of displacement rate functions.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat O’Shea SJ, Ng CK, Tan YY, Xu Y, Tay EH, Chua BL, Tien NC, Tang XS, Chen WT (2001) Force based displacement measurement in micromechanical devices. Applied Physics Letters 825:4031–4033. doi:10.1063/1.1380398.CrossRef O’Shea SJ, Ng CK, Tan YY, Xu Y, Tay EH, Chua BL, Tien NC, Tang XS, Chen WT (2001) Force based displacement measurement in micromechanical devices. Applied Physics Letters 825:4031–4033. doi:10.​1063/​1.​1380398.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Sharpe WN, Bin Yuan Vaidyanathan R Jr., Edwards RL (1997) Measurements of Young's modulus, Poisson's ratio, and tensile strength of polysilicon. IEEE 424–429 Sharpe WN, Bin Yuan Vaidyanathan R Jr., Edwards RL (1997) Measurements of Young's modulus, Poisson's ratio, and tensile strength of polysilicon. IEEE 424–429
4.
Zurück zum Zitat Lee CW, Zhang XM, Tjin SC, Liu AQ (2004) Nano-Scale displacement measurement of MEMS device using fiber optic interferometry. Journal of the Institution of Engineers 445:1–8. Lee CW, Zhang XM, Tjin SC, Liu AQ (2004) Nano-Scale displacement measurement of MEMS device using fiber optic interferometry. Journal of the Institution of Engineers 445:1–8.
5.
Zurück zum Zitat Zhang XJ, Zappe S, Bernstein RW, Sahin O, Chena CC, Fish M, Scott MP, Solgaard O (2004) Micromachined silicon force sensor based on diffractive optical encoders for characterization of microinjection. Sensors and Actuators 114:197–203. doi:10.1016/j.sna.2003.11.028.CrossRef Zhang XJ, Zappe S, Bernstein RW, Sahin O, Chena CC, Fish M, Scott MP, Solgaard O (2004) Micromachined silicon force sensor based on diffractive optical encoders for characterization of microinjection. Sensors and Actuators 114:197–203. doi:10.​1016/​j.​sna.​2003.​11.​028.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Fourment S, Arguel P, Noullet JL, Lozes F, Bonnefont S, Sarrabayrouse G, Jourlin Y, Jay J, Parriaux O (2004) A silicon integrated opto-electro-mechanical displacement sensor. Sensors and Actuators 110:294–300. doi:10.1016/j.sna.2003.10.067.CrossRef Fourment S, Arguel P, Noullet JL, Lozes F, Bonnefont S, Sarrabayrouse G, Jourlin Y, Jay J, Parriaux O (2004) A silicon integrated opto-electro-mechanical displacement sensor. Sensors and Actuators 110:294–300. doi:10.​1016/​j.​sna.​2003.​10.​067.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Alciatore DG, Histand MB (1999) Introduction to mechatronics and measurement systems. McGraw-Hill, NY Alciatore DG, Histand MB (1999) Introduction to mechatronics and measurement systems. McGraw-Hill, NY
8.
Zurück zum Zitat Cloud G (1995) Optical methods of engineering analysis. Published Cambridge, University Press Cloud G (1995) Optical methods of engineering analysis. Published Cambridge, University Press
9.
Zurück zum Zitat Ohring M (1992) The Materials Science of Thin Films. Academic, Boston. Ohring M (1992) The Materials Science of Thin Films. Academic, Boston.
10.
12.
Zurück zum Zitat Bartl J, Baranek M (2004) Emissivity of aluminium and its importance for radiometric measurement. Measurement of Physical Quantities 43:31–36. Bartl J, Baranek M (2004) Emissivity of aluminium and its importance for radiometric measurement. Measurement of Physical Quantities 43:31–36.
Metadaten
Titel
A New Method for Measuring Displacements of Micro Devices by an Optical Encoding System
verfasst von
E. Ben-David
O. Kanner
D. Shilo
Publikationsdatum
01.12.2009
Verlag
Springer US
Erschienen in
Experimental Mechanics / Ausgabe 6/2009
Print ISSN: 0014-4851
Elektronische ISSN: 1741-2765
DOI
https://doi.org/10.1007/s11340-008-9218-1

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2009

Experimental Mechanics 6/2009 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.