Impedanzmessung von MEMS-Sensoren.

MEMS-Sensoren, die z. B. in Kraftfahrzeugen verwendet werden, liefern sicherheitsrelevante Informationen zur Bewegungssteuerung, Betriebseffizienz usw. Die Charakterisierung der Sensorleistung während der Entwicklung soll gewährleisten, dass die Umwandlung physikalischer Parameter in verwertbare elektrische Größen zuverlässig und verlustfrei erfolgt. Mit LCR-Metern und Impedanzanalysatoren lassen sich alle relevanten Impedanzparameter mit präzisen und wiederholbaren Strom-/Spannungsmessungen einfach ermitteln.

MEMS-Sensoren messen kleinste Veränderungen ihrer Umgebung, z. B. in Form von Druck, Beschleunigung, Drehbewegung, Position, Strahlung oder Temperatur. Sie wandeln die Messwerte in elektrische Signale um, die von elektronischen Geräten analysiert und verarbeitet werden. Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs können MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) leicht in tragbare Geräte oder Fahrzeuge eingebaut werden. Die Umwandlung physikalischer Größen in elektrische Signale muss demnach auch unter rauen Umweltbedingungen zuverlässig funktionieren.

LCR-Meter vs. Impedanzanalysator.

Was ist der Unterschied zwischen einem LCR-Meter und einem Impedanzanalysator? Grundsätzlich messen beide Geräte das phasenabhängige Verhältnis von Spannung zu Strom und leiten hieraus Impedanzparameter wie die Induktivität (L), Kapazität (C) und den Widerstand (R) ab. Darüber hinaus kann man weitere Parameter wie den Q-Faktor, Leitwert oder die Verlustleistung ermitteln.

Ein Impedanzanalysator kann zusätzlich die Frequenz wobbeln und die erfassten Impedanzparameter z. B. in einem Bode-Diagramm grafisch darstellen. Wobbeln (Sweepen) ist die periodische Frequenzänderung einer Schwingung um eine mittlere Frequenz. So lässt sich ein bestimmter Frequenzbereich abtasten und das frequenzabhängige Verhalten eines Prüfobjekts messen. Im Unterschied dazu erfasst das LCR-Meter die Messwerte bei einer festen Frequenz. Einige LCR-Messgeräte können auch bei vielen verschiedenen Frequenzen messen; die Impedanzwerte werden anschließend aus den Daten interpoliert.