طراحی و شبیه سازی شتاب سنج حرارتی MEMS با حساسیت بهینه شده و قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور

Publish Year: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 503

This Paper With 12 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JSFM-8-2_002

تاریخ نمایه سازی: 19 خرداد 1398

Abstract:

در این مقاله، یک میکروحسگر شتاب با طرحی ساده، هزینه ساخت پائین، حجم و وزن کم و همچنین حساس به شتاب های بسیار کوچک با قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور طراحی شده است. در طرح پیشنهادی از روش حرارتی - همرفتی برای اندازه گیری شتاب استفاده شده است. این میکرو حسگر شامل یک المان گرم کننده (هیتر) و دو جفت حسگر دما (دیتکتور) می باشد. با اعمال شتاب در راستای محور X یا Y دمای دیتکتورها متناسب با شتاب اعمالی تغییر می کند. دو مرحله شبیه سازی و بهینه سازی میکروحسگر بترتیب با استفاده از روش المان محدود و روش تاگوچی انجام شده است. پارامترهای هندسی و شرایط محیطی ساختار شتاب سنج مذکور، تاثیر بالایی در افزایش حساسیت آن، که از مهم ترین فاکتورهای خروجی آن می باشد، دارند. در این پژوهش، تاثیر ابعاد هندسی و شرایط محیطی شتاب-سنج حرارتی بر حساسیت خروجی سنسور مورد مطالعه قرار گرفت. سطح بهینه متغیرهای مذکور برای دستیابی به حساسیت ماکزیمم با تحلیل ضرایب سیگنال به نویز (S/N) و ترتیب اهمیت تاثیر متغیرها بر حساسیت سنسور با آنالیز واریانس ضرایب سیگنال به نویز تعیین شد. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی سطوح بهینه، حساسیت سنسور نسبت به میانگین نتایج شبیه سازی های انجام شده 77/12 برابر شد. با انتخاب بهترین مقادیر برای پارامترهای هندسی، حساسیت ̊ c/g 23/0 در محیط هوا و ̊c/g70/0 در محیط گاز دی اکسیدکربن به دست آمد.

Keywords:

شتاب سنج حرارتی , سیستم های میکروالکترومکانیک (MEMS) , روش المان محدود (FEM) , روش طراحی آزمون تاگوچی

Authors

شبنم قادری

دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه ارومیه، ارومیه

محمد طهماسبی پور

استادیار، مهندسی سیستم های میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران

ابراهیم عباسپور ثانی

دانشیار، مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه ارومیه، ارومیه

مهرزاد مدرس

دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی سیستم های میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Dao R, Morgan DE, Kries HH, Bachelder DM (1996) Convective ...
  • Leung AM, Jones J, Czyzewska E, Chen J, Pascal M ...
  • Milanović V, Bowen E, Zaghloul ME, Tea NH, Suehle JS, ...
  • Luo XB, Li ZX, Guo ZY, Yang YJ (2002) Thermal ...
  • Luo XB, Li ZX, Guo ZY, Yang YJ (2003) Study ...
  • Mailly F, Martinez A, Giani A, Pascal-Delannoy F, Boyer A ...
  • Liao KM, Chen R, Chou BC (2005) Design of a ...
  • Liao KM, Chen R, Chou BC (2006) A novel thermal ...
  • Chaehoi A, Mailly F, Latorre L, Nouet P (2006) Experimental ...
  • Goustouridis D, Kaltsas G, Nassiopoulou AG (2007) A silicon thermal ...
  • Mezghani B, Brahim A, Tounsi F, Masmoudi M, Rekik AA, ...
  • Dau VT, Dao DV, Sugiyama S (2007) A 2-DOF convective ...
  • Courteaud J, Crespy N, Combette P, Sorli B, Giani A ...
  • Lin JM, Lin CH, Lin CH (2015) RFID-Based Thermal Convection ...
  • Mukherjee R, Mandal P, Guha PK (2017) Sensitivity improvement of ...
  • Tahmasebipour M, Vafaei A (2017) A Highly Sensitive Three Axis ...
  • Streeter VL, Wylie EB, Bedford KW (1998) Fluid mechanics. McGraw-Hill, ...
  • Drazin PG, Riley N (2006) The Navier-Stokes equations: a classification ...
  • Temam R (2001) Navier-Stokes equations: theory and numerical analysis. American ...
  • Bustillo JM, Howe RT, Muller RS (1998) Surface micromachining for ...
  • Tahmasebipour G, Hojjat Y, Ahmadi V, Abdullah A (2009) Optimization ...
  • Taguchi G, Chowdhury S, Wu Y (2005) Taguchi s quality ...
  • Garraud A, Giani A, Combette P, Charlot B, Richard M ...
  • Cai SL, Zhu R, Ding HG, Yang YJ, Su Y ...
  • نمایش کامل مراجع