Microsystems technology has made it possible to manufacture micromechanical impact sensors characterized with small size and mass, low power consumption, environmental durability and vibration survival capability. Technological process of such sensors manufacturing requires a significant amount of time, resources and equipment. Hence the selection of new alternative materials for the manufacture of sensors is a relevant issue. In this work, the design of sensitive element of impact sensors made of FR4 High Tg170 fiberglass is presented. The developed of sensitive element consists of a rotor, a stator and a plate that creates a gap between them. The of sensitive element impact behavior was simulated using a finite element analysis. At the nominal level of the of sensitive element actuation of 100 g, its external dimensions were 30 × 30 mm with a thickness of 1.5 mm. Designed devices were manufactured and tested on the turntable of the centrifuge. The results of tests on the of sensitive element response level have demonstrated that most of the sensors have good repeatability. Nevertheless, the actual of sensitive element response levels differ from one another by tens of units g, which can be attributed to the dependence of the response level on the amount of solder used to mount the sensors, on the selected temperature profile of soldering, and the techniques employed to secure the of sensitive element of impact sensor to the base plate.
Технологии микросистемной техники позволяют изготавливать микромеханические датчики удара, характеризующиеся малыми размерами и массой, низким энергопотреблением, стойкостью к внешним воздействующим ударам и вибрациям. Технологический процесс создания таких датчиков требует значительных временных затрат, производственных ресурсов и специального оборудования. В связи с этим подбор новых альтернативных материалов для изготовления датчиков удара – актуальная задача. В работе представлена конструкция чувствительных элементов (ЧЭ) датчиков удара, выполненных из стеклотекстолита марки FR4 High Tg170. Разработанное изделие состоит из ротора, статора и пластины, создающей зазор между ними. Методом конечно-элементного анализа проведено моделирование поведения ЧЭ при ударе. При номинальном уровне срабатывания ЧЭ 100 g его внешние размеры составили 30 30 мм при толщине 1,5 мм. Образцы изделий изготовлены и испытаны на поворотном столе центрифуги. Полученные результаты испытаний на уровень срабатывания ЧЭ показали, что большинство изделий имеют хорошую повторяемость. Однако фактические уровни срабатывания ЧЭ различаются на десятки единиц g, что связано с зависимостью уровня срабатывания от количества припоя, используемого для монтажа изделий, выбранного температурного профиля пайки и методов закрепления ЧЭ датчика удара к основанию.