Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 4 ,  A ugu st  2016 , pp . 15 41 ~ 1 550  I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 4.9 955           1 541     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Analysis  of  the Range of Accel er ation for an Accelerometer with  Extended Beams        Mar g arita Te cpoyotl-T o rre s 1 , Ram o Cabello-Ruiz 1 Jose Gerar d o Vera-Dimas 1 ,   Alfons o Torre s-Jac o me 2 , Pe dro V a rg as 1 , S v et la na  K o shev aya 1   1 Centro d e  Inv e stigacion  en Ing e nieria  y   Cien cias  Ap licadas-(IIC BA), Universid a d Au tonoma del  Estado d e  Morelos  2 Instituto N acion al d e  Astrof isi c a ,   Optic a y El ec tro n ica       Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received  Ja n 19, 2016  Rev i sed  Ap 15 , 20 16  Accepted Apr 29, 2016      The el as tic b e h a viour of a s y s t em  can be det e rm ined b y   an anal ys is  of   s t res s e s .  The  s t r e s s  genera ted  in  the  elem ent  lo ad ed of  an  acc el er om eter is  of   inter e s t  here . I n  thes e devi ces , the s u s p ens i o n  beam s  are th e elem en ts  subjected to greater stresses, as they   support th e mass. The stress that th ey   can support is limited b y  the  elastic  limit of the material. Based on this   analy s is, th e op erating conditio n s to  prevent p e rmanent defor m ations are  determ ined . Th e ana l y s is is f o cused on the   acc ele r at ion ap plied  to the   acc ele r om eter b ecaus e   this  para m e ter incr eas es   cons iderab l y   the  s t res s e s  in  the device. A relationship between nor mal stress and gravity  applied is   obt a i ne d.   T h i s  equa t i on  i s  use d  in orde r t o  a voi d e x ce e d i n g t h e el a s t i c  l i mit,  during the ac ce lerom e ter op erat ion. This fa ct d e term ines the  a cce ler a tion   range supported  b y   the d e vice.  In  the li teratur e , studies about the  ph y s ics  and   modelling of accelerometers ar e perfo rmed. H o wever,  about the specif i acceleration of operation which  they  ar e subjected ,  informatio n about its  determination is not provided. In this  paper, the ana l y s is is realiz ed   considering a Conventional Capacitiv Accelerom e t e (CC A and a  Capac itiv e Acc e l erom eter  with  Extend ed Be am s (CAEB), part i c ular l y , on   the norm a l s t res s . W h en a range  of acce ler a tion  values  ar e appli e d, norm a l   s t res s  occur whi c h m u s t  not exc eed th e el as tic  li m it of the m a ter i al,  as  it was   mentioned befor e . Th e Matlab  code used  to  c a lcu l at e this r e l a tionship i s   given  in Append ix A. Keyword:  Accelerom eter   Grav ity   MEMS  No rm al stress   Copyright Ā©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Marg arita Tecp o y o tl-Torres,    C e nt ro  de  I n ve st i g aci on  en  I n geni e r ia y Ciencias Ap licad as-( II CBA ),    Uni v ersi dad  A u t o nom a del  E s t a do  de  M o rel o s,   Av . Uni v ersi da d 10 0 1 . 6 2 2 0 9  C u er navaca M o rel o s,  M e xi co Em a il: tecp o y o tl@u aem . m x       1.   INTRODUCTION  An accelerometer is a sensor de vice that allows  the indirect  m easurem e n t of accelerat ion (s pee d   vari at i o n wi t h   t i m e  or rel a t i on bet w ee n f o rc e and m a ss) ac co rd ing  to  on e, two ,  or th ree  d i rection s  th rou gho ut   a sensible axi s  [1]. Accelerom eters have expl oited  their applications  in vari ous  fields like m onitori ng  vibration, ine r t i al navi gation,  an d attitude c o ntrolling. The  m o st co mm on accelerom eters are c o nve ntionally  base d on ca pa citive, piezore sistive or   piez oelectric be ha vior [2],[3]. To  ext r act the a cceleration  value, the  sens or  has  a  m ovabl e p r o o f  m a ss conne ct ed t o  a  fi xe f r am e t h ro ug spri ng  st r u ct u r es.  Whe n  t h er e i s  an   external acceleration, the  seis mic  m a ss is displaced  from  its  rest  positi on.  The m a gnitude  of this  displace m e nt  is p r o p o r ti o n a l  to  th e m a g n itu d e   o f  t h e acceler atio n  an d  i n v e r s ely pr opor tio n a l to  t h e stif f n ess  of  th sp r i n g   structures [4].  The accelerom eters are c o nstituted  by st ructural supports c a lled suspe n si on  beam s. It is im portant to  realize an a n al ysis of st ress i n to t h em , in order t o   obt ai n  th e ex trem e o p eratin g cond itio n s In th is  p a p e r, th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    15 41  ā€“  1 550  1 542 acceleration ra nge i n  which a n  accelerom ete r  with e x tend e d  sus p e n sion  bea m s can ope rate appropriate l y is   p r esen ted. Fo th is reason , th e an alysis o f  norm a l  stre ss in  th e su sp en sion   b eam s is realiz ed , using  th m o d e l   o f  a can tilev e r b eam  with  a  u n i form l y  d i strib u t ed  l o ad. Su b s equ e n tly, t h e in fo rm atio n o b t ain e d  is v a lid ated   usi n g An sy s.     1. 1.   Analytic  Rel a tion  Nor m al Stress-Acceleration  In ca pacitive a ccelerom eters, the  struct ural  ele m ents of support  are called beam s. They  allow the   mass to be  s u s p ende d a n d dis p laced. T h eir s t udy is  fund amental to  unde rs tand t h e a n alysis of norm a l str e ss.  Due t o  the a p plied loads ,  the  beam s develop a sh ear fo rce and  a be ndi ng m o m e nt   t h at i n   ge ne ral ,   change from  point to point along th e axis  of the beam s [5].  The beam can be classifi ed accordi ng t o  their  conditions of support, as  fo llows: a) simply supporte d  beam s. The reactions  ha ppen in their e n ds,  b)  can tilev e r.  On e en d   o f  th b e am is fix e d  to  prev en t ro ta tio n ,  c) can tilev e red  b eam s. On o r   b o t h  end s   o f  th em  st ands  o u t  of t h e su p p o r t s d)  const a nt  beam s. A st at i cally  indeterm inate beam  that  spreads on three or  m o re  supports.  The loa d  consi s ts on the a ppli e d forces that a c on the beam , whic h can c o me from  the weight of the   beam , besi des  ot he r f o rces t h at  i t  coul d  s u p p o r t .  T h e r e are  fi ve  basi c t y p e s o f  l o a d s a p p l i e d i n   beam s, whi c h   are: a) without load.  The sa m e  b eam  is co n s id ered   with ou weigh t  (o r at least v e ry sm all  co m p ared   with o t h e fo rces t h at  co u l d be a ppl i e d ) ,  b) c once n t r at e d  l o a d A l o ad applied  on a relatively s m a l l area, c)  uni form ly  d i stribu ted  lo ad s. Th is lo ad  is eq u a lly d i stri b u t ed  on  a  po rtio n  of leng th   o f   b eam s, d )  variab le lo ad . Th e lo ad  varies its intensity form of one place  to other, e) torsion. This one is  generate d when  a torsion is applied  on  any pa rt  of t h beam  [6].  For t h e accele r om eters used here , the type of  b eam s are cantilevers a nd t h e consi d ered l o ad is  uni fo rm ly  di st ri but ed . T h be ndi ng m o m e nt  M , whe r e the  norm al stress re m a in s b e low  th e yield  streng th   or  elastic l i m it  σ y , is also  stu d i ed , b ecau s e it serv es as referen ce p a ram e ter. Th e stress in   can tilev e rs m u st b e   rem a in ed  b e low th e elastic l i m i t  so  th ere will n o t  b e  p e rm an en t d e fo rmatio n s . Th Hook e's law can  b e   ap p lied to  t h e stress  u n i ax ial calcu latio n .     Ass u m i ng a hom ogene ou s m a t e ri al , and den o t i n g f o E  t o  t h m odul us o f  el ast i c i t y , on t h lo ng itu d i n a d i rectio n x, th e stress is  g i v e n   by:     x x E                                                                                                         (1)     whe r x   is un itary lon g itud i n a l  d e form at io n ,   calcu lated  from   , m x c y     c   is the m a xim u m  distance to  the ne utral s u rface, y is the  distance  of t h e ne utral axis  to any  poi nt of beam s and  m    is th e m a x i m u ab so lu te v a l u e o f  th u n itary  d e fo rm atio n .   Mu ltip lyin g  both  m e m b ers o f  (1) b y   E , the  norm al stress  can be   obt ai ne d:     m x c y                                                                                                   ( 2 )     whe r m   is th max i m u m  ab so lu te v a lu e stress. Th is resu lt sh o w s th at, in  th e elastic ran g e , th e no rmal   stress ch ang e lin early with  t h e d i stan ce to  t h e n e u t ral ax is (Fig ure  1 )  [7 ].          Fi gu re  1.  Va ri at i on  of  t h n o r m al  st ress [ 7 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8        Analysis of t h Range  of Ac celera tion for  an  Accelerometer   with Exte nded  Beams (Margarita Tec poy otl  T.)  1 543 To calculate  m   un de r t h e case  of  p u re  be ndi ng , w h e r e t h neut ral  axi s   pa sses f o r t h e ce nt r o i d   sectio n ,  t h e inertia m o m e n t   I , or the  second m o m e nt of t h e cross  sec tion   with  resp ect  to  th e cen t ro i d  ax is  per p e ndi c u l a rl y  t o  t h pl a n of  t h par   M   [6], is also  con s id ered :       I c M m ļƒ—                                                                                                         ( 3 )     R e pl aci ng   m   fr o m  (3) in  ( 2 ),  th e n o rm al stress  x  to  an y d i s t an ce   y  o f  t h neut r a l  axi s  i s   obt ai ned:     I y M x ļƒ—                                                                                                        (4)     In add itio n,  I   is   calculated by means  of (5) where   b  is th e t h ick n e ss and   h  i s  t h wi dt of t h beam   12 3 bh I                                                                                                         (5)     If t h ere is no t  ex ist a l o ad co n c en trated  in th free end   o f  t h e can tilever, t h u n i q u e  lo ad th at it  expe ri ences  i s   onl y  t h p r o d u ced  by  i t s  o w n  wei g ht . T h e n   t h e l o a d  i s   di st ri b u t e d i n  a  un i f orm  way ,  as  Fi gu re   2  sh ow s [8 ].        Fig u re 2 .   Can tilev e r with  un ifo r m l d i strib u t ed   lo ad  [7     To  calcu late th b e nd ing  m o m e n t  o f  a can tilev e with   u n i form l y  d i stribu ted  l o ad, th e fo llowing  equat i o n i s  use d :     2 2 1 wL M                                                                                                     (6)     whe r L  is th len g t h of t h e can tilev e r and   w  is th e l o ad d i st ribu ted   b y   u n it  o f  leng th :     L g m w ļƒ—                                                                                                         ( 7 )     The t y pe  of  be am  and l o ad c onsi d ere d  i n  t h i s  w o r k  a r e s h o w e d  i n   Fi g u r e 2 .  R e pl aci n g  ( 7 ) i n   (6 ) ,   fol l o wi n g  e x pr essi on  i s   obt ai ned:     L g m M ļƒ— ļƒ—  2 1                                                                                             ( 8 )     To  ob tain  t h relatio n s h i p   b e tween   n o rm al  stress and  th b e nd ing  m o m e n t  th at will d e term in e th rate of a cceleration of the a ccelerom eter, (8) is re placed in (4).  Finall y, the desire relations hip  be tween  n o rm al stress an d grav ity, is ob tain ed :     I y L g m x ļƒ— ļƒ— ļƒ— ļƒ—  2                                                                                             ( 9 )     It is no teworthy th at in  the analyzed  literatu re th is relation s h i p  is no d e v e l o p e d   or sh own .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    15 41  ā€“  1 550  1 544 2.   R E SEARC H M ETHOD    2. 1.   Theoretic al  analysis  and si mulati on  of norm al  stres s i n  a conve n ti onal  accelerom e ter  at  1 g   The accelerometers are devic e s use d  to m e a s ure accel e r ation a n d vi brati o n. The s e de vi ces conve r the acceleration of the  gravit y or  of t h e movem e nt into  an electrical  analogical signal,  proportiona l to the   fo rce a pplie d t o  the  sy stem  [9] .  Fig u re   shows the m a in ele m ents of a C C A.          Fi gu re  3.  M a i n  el em ent s  of  t h e C C A       The calculation of  norm al stress  x   i s   m a de  fr om  (9). The  corres p on di n g  val u es are s h o w n i n     Tabl e 1.       Tabl 1. C a l c ul at ed pa ram e t e r val u e s   Para m e ter Value  Lo ad w  0. 014  N/m   Bending m o m e nt,  M  2. 81x1 0 -8  NĀ· m   I n e r t i a  mo me n t ,   I  3. 25x1 0 -2 0  m 4   Norm al  stress,   x    10. 8 M P     In orde r t o  c o m p are the approxim at io n   to calcu late  th e no rm al  stress, giv e n  b y  (9),  the  sim u lat i o n   was i m pl em ent e d.  A p pl y i ng  1 g   (9.81 m / s2 ) to  CCA.  2 . 59 MPa  n o rm al stress  v a lu e was ob tain ed As it can  be obse rve d , t h e the o retical value a ppea r to be larger  t h an  the one obtained by  sim u lation.  T h is  is because   th e calcu latio n is p e rform ed  fo r on ly o n e  susp en sion  b eam. To  ob tain  th e n o r m a l stress  v a lu e it is n ecessary  to  d i v i d e  th e to tal v a lu e b e t w een  t h e number  of  beam s.  The res u lt is 2. 7 MPa for eac h one of the s u spe n sion  beam s.  The differe n ce pro duc es an error  of 4%.  Tab l 2  sh ows th p r op erties o f  s ilico n  used  in th eo retical calcu latio n s   an d b y  sim u latio n ,  i n  th devel opm ent  o f  t h i s   w o r k .       Tab l e 2 .  Silico n  p r op erties u s ed  [10 ]   Pr oper t y Value  Desnsity  ( ρ ),  in kg/m 3  2330   YoungĀ“ s M odulus  ( E ),  in GPa  131   PoissonĀ“ s r a tio,  dim e nsionless  0. 33       Fi gu re  4 s h ows  t h e c o n s i d ere d  di m e nsi ons  f o r t h e  C C A .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8        Analysis of t h Range  of Ac celera tion for  an  Accelerometer   with Exte nded  Beams (Margarita Tec poy otl  T.)  1 545     Fi gu re  4.  Di m e nsi o ns  of  t h e  C C A       In Fi g u r e 5 an d 6, t h e n o r m a l st ress gene rat e d i n  t h e sus p en si on beam s and a zoom  i n  at  one  of t h em   are s h own,  res p ectively.          Fi gu re  5.  N o r m al  st ress ge ne rat e d i n  t h e  s u s p en si o n   beam s of a CC   Figure  6. Zoom   in at one  of the  fol d ed bea m       2. 2.   T h eoreti c al   a n al ysi s  a nd si mul a ti on   of norm al stres s i n  a CAEB  at  1 g   Once t h e calculations  have been  m a de fo r  a C C A  sub j e c t e d at  1 g , t h e case o f  th e C A EB will b e   analysed. Figure  7 s h ows  the  dim e nsions  of this accelerometer, ge nerat e fr om  a cha nge  in the  ge ometry of  t h e con v e n t i o n a l   m a ss, i n t e nd ed t o  ext e nd t h e l e ngt of t h sus p ensi o n  bea m s, wi t hout  ex cessi vel y  red u ce t h v a lu of th e mass, as it is  requ ired   b y  equ a tio n of sen s itiv ity, g i v e n   b y   (10):    k g m x ļƒ—                                                                                                      ( 1 0)     whe r x  is th sen s itiv ity d i splace m e n t  an k  is th e stiffn ess con s tan t Howev e r, th e i n crem en t on   bea m s len g t h imp lies greater b e n d i n g  m o m e n t  (6),  wh ich also im p lies an   increase  of normal stress (9).  The n the  normal stress limits  the beam s extensi on a n d t h e acceleration value .   Th e an alysis i n  th is case is  si m ilar to  th o n e  realized  in section 2.1.  In Ta ble  3, the  calculated  val u es a r prese n t e d .       Tabl 3. C a l c ul at ed pa ram e t e r val u e s   Para m e ter Value  Lo ad w  0. 005  N/m   Bending m o m e nt,  M  5. 43x1 0 -8  NĀ· m   I n e r t i a  mo me n t ,   I  3. 25x1 0 -2 0  m 4   Norm al  stress,   x    20. 8 M P Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    15 41  ā€“  1 550  1 546 Fi gu re  7 s h ows  t h di m e nsi o n s  o f  a C A EB .           Fi gu re  7.  Di m e nsi o ns  of  a n  ac cel erom et er wi t h  ext e nde be am     Fi gu re 8 s h o w s t h e no rm al stress ge nerat e d i n  t h e sus p ensi on  beam s, and i n  Fi gure  9 a zoom  i n  at   one  o f  t h e s u s p ensi o n   beam  i s  sh ow n.         Fi gu re  8.  N o r m al  st ress ge ne rat e d i n  t h e  s u s p en si o n   beam s of a C A EB    Figure  9. Zoom   in at one  of the  fol d ed bea m       Fro m  Fig u r 9 ,  th e si m u latio n  resu lts p r ov ide a n o r m a l stre ss v a lu e of 5.03  MPa. In  a similar fash ion  to  th e pro cedure fo llo wed  i n   th e case of th e CCA, it is n e cessary to   d i v i de th is to tal v a lu e b y  th e nu mb er  of  sus p ensi o n  bea m s. 5.2 M P a n o rm al  st ress va l u e was  obt ai n e d,  whi c h i s  ve ry  cl ose t o   5. 0 3  M P a o b t a i n e d  f r om   th e si m u latio n ,  th rowing  an  erro o f  3%. As it is  sh own, th e ch an ge in  geo m etry o f  th m a ss d e ter m i n es a  m o re precise analytical calculation.  T h e incre m ent in the arm length im plie s an increase  in the norm al stress,  because a n  inc r eased be nding m o m e nt occurs.       3.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  In t h is section, the theoretical and  sim u lated  resu lts of  the accelerom eters  ar e prese n ted, perform i ng  a swee p in the  range  of the a pplied a ccelera tion.  As it  is shown,  from  sim u la tion res u lts of  Sections 2.1 a nd  2. 2, t h e a n al y t i cal  appr oac h  i s  u s ef ul  f o r  st ress  cal cul a t i on.  Si nce  t h e n o rm al  st ress ge ne rat e d  i n  t h e   suspensi on be a m s does not  exceed the e l astic l i m it of silicon (250  MPa) when  1 g  is ap p lied  t o  th accelerom eters shown pre v iously (section 2.1  and  2.2),  we  procee d to  re alize an a n al ysis with large r   value s   of   g . Fi gu re  10  sh ow s t h e  n o r m a l  st ress ge ne rat e d i n  t h e  s u s p en si o n   beam s o f  C C A ,  w h e n  9 7   g' s  are a p plied.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8        Analysis of t h Range  of Ac celera tion for  an  Accelerometer   with Exte nded  Beams (Margarita Tec poy otl  T.)  1 547 The  val u o f  t h no rm al  st ress ge nerat e d i n  the s u spe n si on  beam s is 251 MPa at 97  g' s  ( F igur e 10).  It indicates tha t  the elastic limit  has been e x ceede d which m a indicate th at this accelerom eter, fabri cated in  silico n ,  can  operate p r o p e rly u n til 9 6   g' s  app r ox im a t ely, w h er e th e nor m a l str e ss v a lu e is o f  24 9.149  MPa. In  Fi gu re  11 , t h no rm al  st resses val u es  o b t a i n ed t h e o ret i cal l y  and  by  si m u lat i on are  sh o w n,  fr om  1 g  t o   96  g's   for CCA. To  en sure t h e in tegrity o f  t h d e v i ce we  sugg est  as op erating  li mit u p  to   92   g's.        Fi gu re  1 0 N o r m al  st ress ge ne rat e d i n  s u s p en si on  beam of the c o nve ntional acc elerom eter,  whe n   97  g' s  are  ap p lied    Fi gu re  1 1 . C a l c ul at ed a n d si m u l a t e d n o rm al   stress  gene rate d in s u spe n si on  beam s of a C C     Fi gu re  12  s h o w s t h e  n o r m a l st ress  ge nerat e d i n  t h e s u s p ensi o n   beam s of t h e C A EB ,  sh ow n i n   sect i on 2. 2,   wi t h  50   g's  app lied .           Fi gu re  1 2 N o r m al  st ress ge ne rat e d i n  s u s p en si on  beam s of   C A EB wi t h   5 0   g' s  app lied      Figure  12 shows  how the  elastic li mit of the  silicon is e x ceede d . 251  MPa are  obtai ned at 50  g' s Fig u re  1 3  shows th e no rm al stress  o b t ain e d th eoretically an d b y  sim u lati o n , fro m  1 g  up  to   50   g' s . At  49  g's   th e valu o f  the no rm al stress is 246 .8 4 MPa. Ag ain, t o  ensu re d e v i ce i n teg r ity op erating  lim i t  u n til 47  g's  is  suggeste d.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    15 41  ā€“  1 550  1 548     Fi gu re  1 3 . C a l c ul at ed a n d si m u l a t e d n o rm al  st ress  gene rat e d i n  s u spe n si o n   beam s of a C A EB       4.   CO NCL USI O N   Th e id en tificatio n  of th e typ e s o f  supp ort o f  th e su spe n sion beam s and of lo ad  are im p o r tan t  in  th th eoretical an alysis o f  n o rm al  stress. Th ey hav e  b e en  id en t i fied  as can tilev e r an d  un iformly  d i strib u t ed lo ad respectively.  T h e e r ror  bet w e e n sim u lated and calculated  re su lts of  n o rmal stress for  b o th  cases is  sm a ll, 4 %   for CCA and   3% fo r CAEB.  Th is  fact is du e to  th e v a riab les u s ed  i n  th e calcu l atio n   o f  th e lo ad.  Th e ex ten s ion o f  th e leng th o f  th e b eam s p r oduces considera b ly great er stresses.  At 1 g , norm al  st resses o f  2 . M P a and  5. M P a i s  gene rat e d f o r cases  o f  C C A  an d o f  C A EB , re spect i v el y .  Whi l e , t h e  up p e r   limit values are reache d  at  accelerations  of 96 a n d 47  gĀ“ s , pr o duci ng  si m u l a t e d no rm al  st resses nea r  t o  t h e   y i el d st ress  of   24 9 M P a ,   fo r t h e C C A  an d C A EB res p ect i v el y .   It can  be  observed a n  inve rse  relationshi between  the a pplied norm al for ce and accele r ation. That  mean s, CCA su ppo r t s a  w i der   r a ng of ac celeration tha n  CAEB. T h er ef or e ,  CA E B  is  r e co mme n d e d fo syste m s requiring l o w le vels  of acceleration.  Knowle dge  of the  relationshi betwee n norm al stress and  acceleration is  fundam ental in the   calculation of the  ra nge of accelerat i o n supported  by the accele r om eter.   Th p a ram e ters th at in fl u e nce th is relation s h i p  ar e o f  phy si cal   an d geom et ri c nature . The  calculation  pr oce d u r e i s   gi ven  i n  t h i s   wo r k  a n d  s u m m a rized i n  ( 9 ) .       APPE NDI X  A   In  t h i s  a ppe n d i x we s h ow  t h e  co de  gene rat e d e n  M A TL A B clear  all   close  all   clc     datax=[];  dataE=[];     wb=25*10^-6  E=131*10^9;  h=25*10^-6;  g=9.81;  pi=3.141592;     lb=input( 'introduce the beam length  ' );  k1=(wb/lb)^3;  %   k=E*h*k1;  m=input ( 'introduce the mass of the system ' );  f=(1/(2*pi))*((4*k)/m)^0.5  %frequency   I=(wb*h*h*h)/(12);  %inertia moment   c=wb/2;   %maximum distance to the neutral surface   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8        Analysis of t h Range  of Ac celera tion for  an  Accelerometer   with Exte nded  Beams (Margarita Tec poy otl  T.)  1 549 for  i=1:100      p=g*i;      x=(m*p)/(4*k);      force=m*p;      w=force/lb;  %load       M=(w*lb*lb)/2;  %bending moment       Normal stress=((M*c)/I)/4;      datax=[datax;x];      dataE=[dataE;Esfuerzo];  end       save( 'esfuerzo.txt' , 'datax' , '-ascii' );  save( 'desplazamiento.txt' , 'dataE' , '-ascii' );      ACKNOWLE DGE M ENTS  R Cabello a nd P  Vargas  express e d their s i ncere t h anks   to CONA CYT fo r th e scho l a rsh i p   with   g r an ts r e f e r e n c 37 656 6 / 2 4857 and  48 439 2/2 7 3 928 , r e sp ectiv ely.       REFERE NC ES   [1]   Albarbar A . , ā€œPerformance  evalu a tion  of MEMS  acc elerometer  Measurement, ā€ vo l. 42 , pp . 790–5 2009.  [2]   Macdonald G. A ., ā€œA review of low cost  accelero m eters for vehicle d y n a mics Sens,ā€  Actuators A , v o l. 21, pp . 303– 307, 1990 [3]   Yazdi N . ,   et al. ,   ā€œ M icrom achined  iner tia l sensors, ā€  Proc . I E E E , vo l. 86 , pp . 1640–1 659, 1998 [4]   B. S h afaa t,  et a l . , ā€œMonolith ic  Tri-Axes Nick el -Based Accelero m e ter Design V e rifi ed Through  Finite  Elem en t   Analy s is , ā€   Arab J  Sci Eng , vol. 3 8 , pp . 2103–211 3, 2013 [5]   H. Jones R. C., ā€œ M ecani c a  de  m a teri ales,ā€  Ed. Pe arson, 2006 [6]   F itzger a ld R .  W . , ā€œ M ecan ic a de   m a teria l es , ā€  Ed .   Alfaom ega,  200 7.   [7]   Be e r  F. P.,   et  al . ,  ā€œ M ecani c a  de m a ter i al es,ā€  Ed . M c Graw-Hill,  200 9.   [8]   G. Cruz C. T., ā€œ D iseƱo de s e ns ores basados  en la tecnologia  d e  m i crosistemas,ā€ Thesis, 2011 [9]   Manzanar es A.,  ā€œEstudio de modelos matematico s de acelerometr o s come rciales,ā€ Thesis, 2008.  [10]   http://www. ans y s. com/      BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS         M a rgarit a T ecpo y ot l Torr es  rec e i v ed the M a them ati c ian d e gre e  fr om  the Univers i t y  o f  P u ebla Mexico, in 1991 . From this Uni v ersity , she was  also graduated  as Electronic  En gineer in 1993.  She rec e iv ed th e  M.Sc.  and Ph .D. degr ees  in  Ele c t ronics from  Na t i onal  Institu te o f  Astroph y s i c s,   Optics and Electronics, INAOE, MĆ©xico, in 1997   and 1999, respectiv ely .  Dr. Tecpo y otl works,  since 1999, at CIICAp of Auton o mous  University  of Morelos,  Mexico, wher e she is curren tly   titul a r professor. She has been vi siting resear ch sc ien tist in Universit y  of Bristol ( 2001), UK. Sh e   led the Winner team of Boot Camp, UAEM Pot e ntial obtaining  support b y  TEC H BA to go t o   SILICON VAL LEY in May   of  2014. In th e sam e   y e ar, she was  co-founder of  I NNTECVER. In  2015 she won  the third place in the Ro y a l Academ y  of Engin eeringĀ“ s Leaders  in Innovation  Fellowships final pitch session,  in UK. Her m a in research in ter e st includ es MEMS, Antenna  design, Microw ave devices, entrepren e urship  and innovatio n; and also, d e velopment of  educational prog rams. She has currently  four pa t e nts tit les from  IMPI, tw o cop y rights, and one  trademark .  She h o lds the status  of  Nation a l Resear cher (SNI), in  Mexico  since 1999         Ramon Cabello  Ruiz receiv e d th e degree of Me chanical Eng i neer  (2010) from the Autonomous  Unive r sity  of M o re los (UAEM), Me xic o . And he  studied  the M a ster y  of  Engin eering  in th e   Center for Applied Resear ch in  Engineering an d  Applied Scien c es (CIICAp), Mexico , in 2012.  Ramon Cabello  is stud y i ng  a Ph D in Eng i neerin in CIICAp Sciences, moreover ,  th at has giv e classes at  the S c hool of Ch emical Sc iences  and  Engineer ing at  the UAEM.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 4 ,  Au gu st 2 016    15 41  ā€“  1 550  1 550       JosĆ© Gerardo V e ra  is graduated from the  Tec hnological Institute of   Morelia as  Electron i Engine er. Curre ntl y , he is organ i zing m e m b er of  ROPEC editions VII and VIII.  He receiv e d th e   EGRETEC 200 9 award as Young Graduate d from the Graduat e d Association of the  Techno logical I n stitute o f  Morel i a. He got his  M a ster degr ee wi t h  honors in the  Research C e nt er  of Engin eering   and Applied Sciences (CIICAp)  belong ing to  the Autonomous University   of   More los Sta t e  (UAEM).  He  a l so got the  PhD  de gree in Eng i n eering and Applied Scien ce in  Ele c tri cal  are a .   Gerardo Vera  is  part of  the d e v e lopm ent of th e  curricu lum  of t h e M a s t er in  Commercialization of Innovative Knowledge and  the  Bach elor on  Technolog y ,  bo th of CIICAp- UAEM. He was winner of the  BootCamp 2013 organi zed b y   TechBA, also he is part of the   winner team of  a scholarship  to  be par t  of   the pr ogram FULL I MMERSION in TechBA Silicon   Valle y.           P e dro Vargas  ChablĆ© R e c e ived  the B. S c . Degr ee b y  th e Auton o m ous  Univers ity J u ar ez from   Tabasco in 200 8. From 2009  to 2012, he was  Technical Specialist A ssesme n t of Lighting  Conditions and  Non-Ionizing  Radiation,  NO M-025-STPS-20 08 and NOM-013-STPS-199 3   res p ect ivel y,  in  Environm enta l Techno log y  S . A  of C.V. In 2014 he Receiv e d M . S c . Degree a t   the Autonomous University  of   Morelos State ( UAEM). He is  a PhD student  at the Research  Center on Eng i neering  and Applied Science ( C IICAp) of the UAEM. His current research  inter e s t  ar e F E A ,  m i crogripper ,  m i croa ctua tors  an d VLS I .           S v etlan a  Kos h eva y a re ce ived  t h e Diplom a of  M a s t er from  F acult y of R a diop h y s i cs , P h y s i cal   Electroni cs Dept., Kiev Universi t y , in 1964, the  Ph. D. in Radioph y s ics from  Kiev Institute of  Radioproblems, Kiev University in 1969, and th e diploma of Doctor of Science, from Kiev   Universit y , in 1 986. Dra. Koshevay a worked  as Engineer (196 4-1968), in  Kiev Institut e  of   Radioproblems, Ukraine. She was  Junior Senior  Research Scien tist Research Scientist (1968 - 1970) in Kiev Institute of Rad i oproblem s and Seni or Research  Scientist in Ins titut e  "Orion"  (1979-1972), Kiev, Ukrain e. In   Faculty  of R a dioph y s ics of Kiev National Univ ersity , she w a Senior Resear ch  Scientist (1972 -1974), Princip a l Lecturer (197 4-1980), Associate Professor   (1980-1987) and Full Professor ( 1987 -1995). She was Titular Researcher "Cā€ (19 95- 1998), in  INAOE, Puebla, Mexico. Since  1998, she is Titu lar Resear cher  ā€œCā€ at CIICAp, Autonomo u s   Univers i t y  of S t at e M o relos  ( UAEM ) , Cuern a vac a , M e xico .  Her res e arch  i n teres t s  in clud e   rem o te sensing  s y stem  for sei s m  and volca no activ it y ,  phot onics and subm illim eter wav e   integr ated techn i que, nonlin ear  radiolo cation,  and solitonics in nonlinear ph y s ics. She has 7  books (in Russia), two chapters in books published in  English, one book with student in Spanish,  15 cert i fic a te of  paten t s, 196 Pap e rs in intern at io nal journ a ls and  143 Articl e s in Proceedings of  S y mposiums . She is member of  Mexican Acad emia  of Scien c e,  member of National S y s t em of  Res earch ers  (S NI) and  M e m b er o f  W HO IS  W H   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.