بررسی اثر تحریک الکترواستاتیک بر رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگرهای فشار خازنی

هدف از این پژوهش، بررسی رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگر های فشار خازنی و بررسی اثر اعمال تحریک الکترواستاتیک بر عملکرد و دقت این سیستم ها می باشد. حسگر به صورت یک صفحه دایرهای انعطاف پذیر در نظر گرفته شده است که یک فاصله اولیه از یک صفحه صلب دارد و بین آن دو خلاء است. در اثر فشار محیط و همچنین اعمال ولتاژ بین دو صفحه، ورق انعطاف پذیر خیز برداشته و به پایه ثابت نزدیک می گردد. با نزدیک شدن صفحه به پایه، ظرفیت خازنی بین آنها تغییر می کند که این تغییر وابسته به خیز صفحه انعطاف پذیر و یا به عبارتی وابسته به فشار محیط است. بنابراین در صورت معلوم بودن رابطه میان فشار و ظرفیت خازنی، می توان با اندازه گیری ظرفیت خازنی فشار محیط را محاسبه نمود. از این رو در کار حاضر، رابطه میان ظرفیت خازنی و فشار خارجی مطالعه گردیده است. در این راستا، نخست معادله حاکم بر خیز میکرو ورق تحت بار الکترواستاتیک و همچنین فشار خارجی استخراج شده است. این معادله با استفاده از روش گلرکین به یک معادله جبری تبدیل شده و با بکارگیری یک روش مبتنی بر تکرار حل شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای مختلف مانند ولتاژ اعمالی و همچنین فشار محیط بر روی ظرفیت خازنی و حساسیت دستگاه مطالعه شده و همگرایی و دقت الگوریتم مبتنی بر تکرار نیز بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

حسگر فشار ، میکرو صفحه ، روش گلرکین ، ظرفیت خازنی.