Wissenschaftliche Publikationen

InsightProducts zielt auf die Verbesserung digitaler Produkte und konzentriert sich auf die eingehende Analyse von Lösungen zur industriellen Zustandsüberwachung, wobei insbesondere die Aspekte Architektur und Sensorik, produktinterne Intelligenz, Kommunikation und Datenerfassung berücksichtigt werden.

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Angestrebte Ziele:

• Charakterisierung und Analyse des Silizium-Elements ohne Einfluss der AVT
• Mechanische Ankopplung der Sensorchips an Werkstücke und Ermittlung der
• Sensorwerte bei unterschiedlicher Last und unter variablen Umgebungsbedingungen
• Modellierung und Simulation der an die Werkstücke gekoppelten Sensorchips und
• Verifizierung der Modelle durch Vergleich mit den Messdaten

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This work provides an analytical non-linear model for the capacitive transduction in MEMS transducers with perforated counter-electrodes, especially applicable to capacitive MEMS microphones. Starting from an electrostatic description of a perforated unit cell of the transducer, analytical formulations of the variable capacitance and electrostatic forces are derived, accounting for the deflection profile of a clamped circular plate. A lumped implementation into conventional circuit simulations tools is enabled via behavioral modeling based on hardware description languages, such as Verilog-A. Therefore, the analytical model is approximated via Taylor series expansions, allowing for a stable and non-linear behavioral implementation. The resulting model finally enables both a small- and large-signal analysis of capacitive MEMS microphones, precisely accounting for non-linearities in the capacitive transduction. This allows to simulate the harmonic distortion of the microphone's output signal and to account for electrostatic spring-softening in simulations of its bias voltage dependent sensitivity.
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