ارتعاشات غیرخطی دیافراگم میکروفن خازنی دوطرفه میکروالکترومکانیکی تحت بار آکوستیکی به روش تحلیلی و عددی
- سال انتشار: 1392
- محل انتشار: بیست و یکمین همایش سالانه بین المللی مهندسی مکانیک
- کد COI اختصاصی: ISME21_478
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 167
نویسندگان
دانشجوی کارشناسی ارشد، دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
استادیار، دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده
میکروفن های خازنی به دلیل حساسیت و پهنای باند بالا معمول ترین نوع از میکروفن های الکترواستاتیکی مخصوصا در ابعاد میکرو برای سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) می باشند. طرح میکروفن خازنی دوگانه که دارای دو صفحه ی پشتیبان است دارای مزایای زیادی نسبت به انواع یک صفحه ای (Single-Backplate) آن از جمله حساسیت بهتر، ظرفیت خازنی بیشتر، پهنای باند بالاتر می باشد. همچنین این میکروفن ها به دلیل تقارن نیروی الکترواستاتیکی وارده از صفحات به دیافراگم، دارای ناحیه ی پایداری بیشتری برای تغییرات ولتاژ اولیه می باشند. در این مقاله دیافراگم میکروفن خازنی دوطرفه به صورت یک ورق دایروی همسانگرد گیردار که از دو طرف تحت بار الکترواستاتیکی می باشد مدل شده و فشار آکوستیکی به صورت یک تابع هارمونیک یکنواخت بر آن اعمال شده است. ابتدا به منظور تعیین معادلات حرکت از تئوری غیرخطی ون کارمن استفاده شده و معادلات حرکت غیرخطی برای این میکروصفحه دایروی استخراج گردیده است. این معادلات پس از بی بعد سازی با استفاده از یک تابع حدس اولیه توسط روش گلرکین به یک معادله دیفرانسیل غیرخطی معمولی کاهش پیدا می کنند. ابعاد فیزیکی و خواص مکانیکی میکرو ورق از روی یک مدل میکروفن واقعی ساخته شده، برداشته شده است. سپس با استفاده از روش تحلیلی تقریبی هارمونیک بالانس معادله ی ارتعاشی به دست آمده حل می گردد و رابطه تحلیلی برای تابع پاسخ فرکانسی و فاز به دست می آید. همچنین با روش عددی رانگ کوتا در نرم افزار Mathematica برای فرکانس های مختلف حل می گردد، که مطابقت بسیار خوبی با حل تحلیلی مساله دارد.کلیدواژه ها
میکروفن خازنی دوطرفه، ارتعاشات غیرخطی، تئوری ورق ون کارمن، روش گلرکین، حل هارمونیک بالانسمقالات مرتبط جدید
اطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.