Magnetometri MEMS : sviluppo del setup sperimentale e caratterizzazione di prototipi innovativi

La ricerca sullo sviluppo di sistemi multifunzionali contenenti diversi sensori multiasse, detti Inertial Measurement Units (IMU) è oggigiorno di forte interesse per l'utilizzo in dispositivi portatili. Si punta all'integrazione di accelerometro 3-assi, giroscopio 3-assi, magnetometro 3-assi e un sensore di pressione con la stessa tecnologia. Lo stato dell'arte è rappresentato da unità a 6 assi: accelerometro e giroscopio. Al contrario i magnetometri commerciali sono ancora basati su tecnologie non micromeccaniche. In questo contesto risulta pertanto interessante dimostrare la fattibilità di un sistema completo di sensing del campo magnetico terrestre basato su sensori a forza di Lorentz e a bassa dissipazione di potenza. In questo lavoro di tesi è presentato il principio di funzionamento del magnetometro MEMS per la rivelazione del campo magnetico lungo l'asse z. Si focalizza poi l'attenzione sul progetto e sulla realizzazione di un setup sperimentale per la caratterizzazione di innovativi prototipi in presenza di un campo magnetico controllato. Dalla sperimentazione di tali prototipi, sono state ricavate le prestazioni in termini di sensitività e risoluzione. Nell'ottica di sviluppare un VLSI da accoppiare al MEMS, si conclude con uno studio delle specifiche di dissipazione di potenza e di rumore a livello di sistema e con lo sviluppo di un modello del sensore per simulazioni elettro-meccaniche accoppiate.