Ключевым вопросом МЭМС-устройств является его надежность при влиянии удара или перегрузки. Хорошим примером является удар по мобильному телефону, когда вы его роняете. Падение может привести к поломке МЭМС-датчика или к окончательному выходу его из строя.

На примере к акселерометру (рис. 1) прикладывается кратковременная ударная нагрузка или удар молотком силой почти 5000g.

Рис. 1. Акселерометр с изображенным боковым стоппером

Реакция датчика и сила контактного удара, изменяющиеся в течение времени, отображаются на графике.

При правильном проектировании эти силы можно уменьшить и повысить надежность акселерометра. Для этого необходимо создать модель и, например, в MATLAB запустить анализ ударного воздействия. Пик на верхнем графике (рис. 2) показывает ударную нагрузку на акселерометр.

Рис. 2 - График приложенной ударной силы и реакции датчика с течением времени

Затем анализируем реакцию устройства. На рис. 3 видна анимация удара о стоппер, который изгибается.

Рис. 3 - Анимация удара о гибкий стоппер

На графике (рис. 4) отображены силы контакта, где синяя линия – это жесткий стоппер, а оранжевый гибкий стоппер. Как видно, на гибком стоппере контактная сила намного меньше, чем на жестком.

Рис. 4 - Контактные силы при жестком и гибком стопперах