Interrogação óptica

Páginas: 6 (1481 palavras) Publicado: 16 de maio de 2012
Interrogação Óptica de Acelerômetros Micro-Eletro-Mecânicos


1 Gabriel Cenato1, Vilson R. Almeida1,2


2 1 DCTA - Instituto Tecnológico de Aeronáutica – Pça. Mal. Eduardo Gomes, 50. 12180-900 – S. José dos Campos – SP – Brasil


3 2 DCTA - Instituto de Estudos Avançados – Rodovia dos Tamoios s/n. 12180-900 S. José dos Campos – SP – Brasil




Resumo ⎯ Acelerômetros sãodispositivos capazes de medir acelerações em um corpo, independentemente de qualquer informação externa. A tecnologia MEMS (Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos) tem sido utilizada para a fabricação de acelerômetros com dimensões reduzidas, capazes de efetuar medidas de alta precisão. O trabalho proposto fará uso de interrogação óptica em acelerômetros MEMS, a fim de alcançar um método de medição confiável,imune à interferências eletromagnéticas, bem como realizar uma análise estrutural do dispositivo.

Palavras-Chave ⎯ MEMS, acelerômetros, interrogação óptica.

I. INTRODUÇÃO

Acelerômetros são dispositivos capazes de medir acelerações e vibrações sofridas por um determinado corpo em até três dimensões; sua alta sensibilidade às acelerações é extremamente útil a inúmeras aplicações. Sãocomponentes extremamente desejáveis às aplicações aeroespaciais. O setor aeroespacial brasileiro demanda independência tecnológica nessa área, que vem sendo perseguida por diversos projetos realizados no âmbito do DCTA/IEAv [1]-[2], incluindo acelerômetros da vertente tecnológica de Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos (MEMS).
No Projeto AcelerAD, financiado pela FINEP, um grupo de pesquisadores doDCTA/IEAv e de outras instituições civis e militares vêm trabalhando no desenvolvimento e fabricação de acelerômetros MEMS, a fim de dominar a tecnologia envolvida e capacitar o Brasil na produção deste importante aparato tecnológico [1]. A Fig. 1 mostra a representação esquemática da região sensora do acelerômetro MEMS desenvolvido no Projeto AcelerAD.


[pic]


Fig. 1. Representaçãoesquemática de um acelerômetro MEMS.


Normalmente, a interrogação (processo de leitura da informação de aceleração) é realizada por métodos eletrônicos; essa abordagem também será a utilizada nos acelerômetros MEMS previstos no Projeto AcelerAD. Contudo, em certas aplicações, é necessário garantir que a leitura das informações fornecidas pelo acelerômetro seja imune a interferênciaseletromagnéticas do ambiente de operação. Desta forma, neste trabalho, a interrogação será realizada por meios ópticos, através da exploração da natureza interferométrica óptica da topologia estrutural, não-intencionalmente adotada para esse fim, no acelerômetro MEMS desenvolvido no Projeto AcelerAD.


II. OBJETIVOS DO ESTUDO


Os objetivos deste estudo são:



Verificar a viabilidade do uso doefeito interferométrico óptico como método de interrogação do acelerômetro.



Inspecionar a integridade, a topologia efetiva e a funcionalidade do acelerômetro, por meio de uma análise não-destrutiva do dispositivo.



Medir o deslocamento da massa central do acelerômetro por meio da interpretação da resposta interferométrica óptica.




III. DESENVOLVIMENTO


Nesteestudo serão utilizadas amostras de acelerômetros MEMS provenientes das etapas de desenvolvimento do projeto AcelerAD, com os quais espera-se obter os resultados descritos nos objetivos propostos, por meio de experimentos e simulações realizados nos laboratórios da EFO-S/IEAv.
O modelo será validado através de comparações entre simulações computacionais e medidas experimentais obtidas nas amostrasdo projeto AcelerAD. O feixe óptico (radiação infravermelho coerente) será emitido por uma fonte óptica (laser sintonizável e/ou diodo superluminescente), guiada até o dispositivo de teste através de uma fibra óptica monomodo, empregando-se comprimento de onda que pode estar entre 1280 nm e 1600 nm. A Fig. 2 ilustra a concepção de guiamento óptico até o acelerômetro.


[pic]


Fig....
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