دانلود ترجمه مقاله شتاب سنج پیزوالکتریک برای سنسورهای وایرلس بسیار کم توان

1. مقدمه 2. مفهوم و طراحی 3. فرایند ساخت 4. نتایج و بحث و بررسی 5. خلاصه

چکیده – ما یک شتاب سنج پیزوالکتریک جدید با خروجی دیجیتال برای گره های سنسور وایرلس فوق العاده کم توان را توسعه داده ایم. شتاب سنج از یک آرایه از خازن های صفحه ای موازی پیزوالکتریکی تشکیل شده که به صورت سری به هم پیوند خورده و به یک آرایه سوئیچ CMOS متصل شده اند. این ترکیب تحقق بخشیدن به یک شتاب سنج با خروجی دیجیتال را ممکن می کند که در آن تعداد سوئیچ های روشن CMOS با افزایش شتاب افزایش می یابد. سوئیچ ها را می توان توسط ولتاژ تولید شده با توجه به اثر پیزوالکتریک روشن کرد و پس از آن شتاب می تواند به طور مستقیم به خروجی دیجیتال بدون مبدل A/D تبدیل شود. در این مطالعه، ما این نوع از شتاب سنج را طراحی کرده و فرآیند ساخت آن را با استفاده ویفر SOI و نوارهای نازک PbZrTiO3 (PZT) توسعه دادیم. و یک گره حسگر وایرلس یکپارچه با دستگاه شتاب سنج ساخته شد. در بررسی دستگاه، نشان داده شده است که از یک شتاب سنج فوق العاده کم توان را می توان با بهبود خواص پیزوالکتریکی نوارهای نازک پیزوالکتریک تحقق داد. مقدمه: یک شبکه حسگر، از تعداد زیادی گره کوچک حسگر بی سیم توزیع شده ساخته می شود که به اشیاء یا انسان متصل شده و به طور خودکار حالات و رفتارهای زیست محیطی آن را سِنس می کند. و از آن برای اتخاذ اقدامات برای برآوردن وضعیت سنجش شده استفاده می شود. انتظار می رود که شبکه های حسگر برای تحقق جامعه ای امن و مطمئن، نظارت بر سلامت انسان و غیره اعمال شوند. گره های حسگر بی سیم، متشکل از حسگرها، فرستنده ها و گیرنده ها، با ساپورت باتری ها به طور چشمگیر در عملکرد خود بهبود یافته اند و به لطف پیشرفت اخیر تکنولوژی سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) بسیار کوچک و ریز شده اند. همچنین انتظار می رود فن آوری MEMS به تحقق گره های حسگر مستقل بدون باتری با ارائه یک دستگاه کوچک برداشت انرژی کارآمد کمک کنند.

We have developed a novel piezoelectric accelerometer with digital output for ultra-low power wireless sensor nodes. The accelerometer is composed of an array of piezoelectric parallel-plate capacitor structures that are joined together in series and connected to a CMOS switch array. This composition makes it possible to realize a digital output accelerometer in which the number of on-state CMOS switches increases with increasing acceleration. The switches can be turned on by the voltage generated due to the piezoelectric effect and then the acceleration can be directly converted to digital output without an A/D converter. In this study, we have designed this type of accelerometer and developed its fabrication process utilizing SOI wafer and solgel derived PbZrTiO3 (PZT) thin films. And a wireless sensor node integrated with the fabricated accelerometer device has been demonstrated. Evaluating the devices, it has been shown that an ultra-low power accelerometer can be realized with improving the piezoelectric property of the piezoelectric thin film. INTRODUCTION: A ubiquitous sensor network is composed of a large number of distributed wireless microsensor nodes that are attached or embedded to humans or things and sense their conditions or environmental information around them automatically. And it is used to take measures to meet the sensed situation. The sensor networks are expected to be applied to the systems for realizing safe and secure society, human health monitoring and so on. The wireless sensor node, consisting of sensors, a transceiver (or transmitter), supporting electronics and a battery, has been dramatically improved in its performance and functions and miniaturized thanks to recent advance in micro electro mechanical systems (MEMS) technology. The MEMS technology is also expected to contribute to realization of autonomous sensor nodes without batteries by providing a small high-efficient energy harvesting device.