EO-453

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20 - ELETTRONICA OGGI 453 - APRILE 2016
TECH INSIGHT ACOUSTIC SENSOR
Benché richiedano una
messa a punto più atten-
ta ai dettagli, i sensori basati
sulla rilevazione delle onde
acustiche disperse nei reti-
coli metallici elastici hanno
parecchi vantaggi rispetto
alle altre tecnologie.
Innanzi tutto, hanno un mi-
glior rapporto prezzo/pre-
stazioni e in secondo luogo
sono configurabili in diversi
modi e perciò possono adat-
tarsi a un’infinità di applica-
zioni nei settori industriale,
energia, automotive, mobile
e consumer. La società sta-
tunitense ne ha fatto
la propria missione grazie
a una tecnologia brevettata
che consente di fabbricare
giroscopi MEMS multi-asse
a onde acustiche diffuse
BAW, Bulk Acoustic Wave.
Qualtré è stata fondata da
un team di esperti di sensori
MEMS per mettere a frutto in
particolar modo le ricerche
svolte al Georgia Institute of
Technology dall’esimio prof.
F. Ayazi sulla realizzazione
dei giroscopi inerziali basati
sulla rilevazione delle onde
acustiche superficiali e vo-
lumetriche. Sono oltre una
ventina i brevetti deposita-
ti dalla società sui sensori
BAW e riguardano sia la loro
architettura sia i processi
per la loro fabbricazione.
Come funzionano
Quando una radiazione elet-
tromagnetica colpisce un
materiale metallico elastico
provoca la parziale trasfor-
mazione delle sue onde
elettromagnetiche radianti
in onde acustiche che si
propagano nel materiale
sfruttando l’elasticità della
sua struttura reticolare. Ci
sono onde acustiche super-
ficiali SAW (Surface Acou-
stic Wave) e di volume, o di
massa, BAW (Bulk Acoustic
Wave) che si differenziano
perché le prime si propa-
gano sulla superficie del
materiale metallico men-
tre le seconde vi penetra-
no un po’ e lo attraversano
all’interno dicendosi per tal
motivo onde acustiche di
volume o di massa, “bulk”.
Le applicazioni nell’elettro-
nica derivano dall’uso dei
materiali piezoelettrici che
consentono di ricavare da
queste onde acustiche una
tensione legata all’intensità
della radiazione incidente.
In questo modo si possono
rilevare direttamente densi-
tà ed elasticità delle masse
e indirettamente accelera-
zione, rotazione, pressione,
temperatura, punto di fusio-
ne e viscosità dei materiali.
Inoltre, questi sensori tol-
lerano agevolmente le forti
sollecitazioni meccaniche,
le scariche ad alto voltag-
gio e le radiazioni ionizzan-
ti e queste importanti doti
di robustezza e affidabilità
Applicazioni e valutazione
dei sensori BAW
Lucio Pellizzari Con i MEMS sensibili alle onde acustiche
reticolari si possono fare misure a basso costo
ed elevata precisione e Qualtré offre una
piattaforma di sviluppo e valutazione
ad hoc per questi eleganti e robusti sensori
Fig. 1 – Esempi di sensori basati sulla rilevazione delle onde acustiche
superficiali (SAW) e volumetriche (BAW)
Fig. 2 – Un’immagine al SEM (Scanning Electron Micrograph) del disco
MEMS che costituisce l’elemento sensibile dei giroscopi BAW di Qualtré