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國(guó)儀量子電鏡在 MEMS 加速度計(jì)懸臂梁應(yīng)力觀測(cè)的應(yīng)用報(bào)告

國(guó)儀量子電鏡在 MEMS 加速度計(jì)懸臂梁應(yīng)力觀測(cè)的應(yīng)用報(bào)告
國(guó)儀精測(cè)  2025-03-24  |  閱讀:227

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國(guó)儀量子電鏡在 MEMS 加速度計(jì)懸臂梁應(yīng)力觀測(cè)的應(yīng)用報(bào)告

一、背景介紹

在現(xiàn)代傳感技術(shù)領(lǐng)域,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加速度計(jì)憑借其體積小、重量輕、功耗低以及高靈敏度等優(yōu)勢(shì),在汽車安全系統(tǒng)、智能手機(jī)、航空航天等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在汽車的安全氣囊觸發(fā)系統(tǒng)中,MEMS 加速度計(jì)能夠快速精準(zhǔn)地檢測(cè)車輛的加速度變化,及時(shí)觸發(fā)安全氣囊,保障駕乘人員安全;在智能手機(jī)里,它助力實(shí)現(xiàn)屏幕自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)追蹤等功能。

MEMS 加速度計(jì)的核心結(jié)構(gòu)之一是懸臂梁,其性能直接關(guān)乎加速度計(jì)的測(cè)量精度與可靠性。在工作過程中,懸臂梁會(huì)因外界加速度的作用而產(chǎn)生應(yīng)力。合適的應(yīng)力分布能夠確保懸臂梁準(zhǔn)確感知加速度信號(hào),實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。然而,若應(yīng)力分布不均勻或應(yīng)力過大,可能導(dǎo)致懸臂梁變形、斷裂,進(jìn)而使加速度計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)偏差,甚至完全失效。懸臂梁應(yīng)力受材料特性、制造工藝以及實(shí)際使用環(huán)境中的振動(dòng)、沖擊等多種因素綜合影響。因此,精準(zhǔn)觀測(cè) MEMS 加速度計(jì)懸臂梁應(yīng)力,對(duì)優(yōu)化加速度計(jì)設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、拓展其應(yīng)用范圍至關(guān)重要。

二、電鏡應(yīng)用能力

(一)微觀結(jié)構(gòu)成像

國(guó)儀量子 SEM3200 電鏡具備高分辨率成像能力,能夠清晰呈現(xiàn) MEMS 加速度計(jì)懸臂梁的微觀結(jié)構(gòu)??删_觀察到懸臂梁表面是否存在微觀裂紋、缺陷以及加工痕跡等。通過對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)致成像,為后續(xù)應(yīng)力觀測(cè)提供清晰的圖像基礎(chǔ)。例如,微小的裂紋可能成為應(yīng)力集中點(diǎn),影響懸臂梁的力學(xué)性能,清晰的成像有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)此類隱患。

(二)應(yīng)力分析

借助 SEM3200 配套的電子背散射衍射(EBSD)技術(shù),能夠?qū)冶哿旱木w結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,進(jìn)而推斷其內(nèi)部應(yīng)力分布情況。不同的晶體取向?qū)?yīng)力的響應(yīng)不同,通過測(cè)量晶體取向的變化,可計(jì)算出應(yīng)力的大小和方向。同時(shí),結(jié)合能譜儀(EDS),分析懸臂梁材料的成分分布,某些元素的偏析可能導(dǎo)致局部應(yīng)力異常。精確的應(yīng)力分析為評(píng)估懸臂梁的力學(xué)性能提供量化數(shù)據(jù)支持。

(三)應(yīng)力與性能關(guān)聯(lián)研究

SEM3200 獲取的懸臂梁微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力數(shù)據(jù),結(jié)合加速度計(jì)的實(shí)際性能測(cè)試結(jié)果,能夠輔助研究應(yīng)力與加速度計(jì)性能之間的關(guān)聯(lián)。分析應(yīng)力分布對(duì)加速度計(jì)測(cè)量精度、線性度等性能指標(biāo)的影響規(guī)律。例如,發(fā)現(xiàn)特定區(qū)域的高應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致加速度計(jì)輸出信號(hào)出現(xiàn)非線性偏差,為優(yōu)化懸臂梁設(shè)計(jì)和制造工藝提供依據(jù),以實(shí)現(xiàn)更高性能的加速度計(jì)。

三、產(chǎn)品推薦

國(guó)儀量子 SEM3200 鎢燈絲掃描電鏡是 MEMS 加速度計(jì)懸臂梁應(yīng)力觀測(cè)的理想設(shè)備。它具有良好的分辨率,能清晰捕捉到懸臂梁微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)微特征和應(yīng)力相關(guān)變化。操作界面人性化,配備自動(dòng)功能,大大降低了操作難度,即使經(jīng)驗(yàn)不足的研究人員也能快速上手,高效完成觀測(cè)任務(wù)。設(shè)備性能穩(wěn)定可靠,長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作仍能確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與重復(fù)性。憑借這些優(yōu)勢(shì),SEM3200 MEMS 加速度計(jì)制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)提供了有力的技術(shù)支撐,助力優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng) MEMS 傳感技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。

 


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