MEMS gyroscopes based on piezoresistive sense: a theoretical and experimental analysis

Questo lavoro mostra per la prima volta il funzionamento di giroscopi MEMS a 3 assi basati su una lettura a nano-gauge (NEMS). Dopo aver descritto il design innovativo del dispositivo, si porra l’attenzione sullo sviluppo di un’elettronica PCB e integrata per il corretto funzionamento del sensore e lo studio dell’ottimizzazione del sistema cosi ottenuto. La suddetta elettronica include, in particolare, una flessibile interfaccia con il sensore, costituita da un oscillatore con controllo di ampiezza e uno stadio di lettura del segnale generato dai nano-gauges, a basso rumore. Sono stati inoltre sviluppati accurati setup sperimentali che consentano la caratterizzazione automatizzata dei dispositivi in pieno funzionamento. Le analisi teoriche e sperimentali sulle prestazioni di tali nuovi giroscopi, confrontati con quelli capacitivi tradizionali, mostrano una risposta altamente lineare, immunita alle vibrazioni presenti nell’ambiente circostante e migliori livelli di rumore ottenibili, fino a consentire la misura della rotazione terrestre (“gyrocompassing”).