Magnetometri MEMS triassiali : sviluppo di elettronica di attuazione e lettura e studio di problematiche di offset

The present Master Thesis work, carried out at Sensors and Detectors Laboratory of the Department of Electronics, Information and Bioengineering of Politecnico di Milano, focuses on triaxial Lorentz-force-based magnetometers in MEMS technology. The Lorentz force, resulting from the application of a current in a movable structure, generates a displacement that can be capacitively read, permitting the magnetic field measure. The thesis work includes the design of an electronic board for the driving and sensing of triaxial multiloop magnetometers, for in-operation tests purposes. Two nonidealities of the device were also deepened: the offset voltage and its temperature drift. Several compensation techniques for the attenuation of these issues were implemented and tested.

Il presente lavoro di tesi magistrale, svolto presso il Laboratorio di Sensori e Rivelatori del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, si è focalizzato sui magnetometri triassiali a forza di Lorentz realizzati in tecnologia MEMS. La forza di Lorentz risultante dall'applicazione di una corrente in una struttura mobile, ne causa uno spostamento proporzionale al campo magnetico esterno, misurabile tramite una lettura di tipo capacitivo. Il lavoro svolto comprende il design di una scheda elettronica di pilotaggio e lettura di magnetometri triassiali a multiple spire, finalizzata al test in operation di questi dispositivi. Sono state inoltre studiate due delle non idealità che affliggono questo tipo di sensori, ovvero l’offset e il suo drift in temperatura, e si sono implementate soluzioni volte all'attenuazione di tali problematiche.