یک سنسور میدان مغناطیسی جهتدار تشدیدی میکروالکترومکانیکی

در این مقاله یک میکروسنسور میدان مغناطیسی تشدیدی با قابلیت تشخیص جهت میدان مغناطیسی مبتنی بر فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی با مکانیسم خروجی پیزوالکتریک طراحی و شبیه سازی شده است. میکروسنسور پیشنهادی دارای مزایای منحصر به فرد قابلیت تشخیص جهت میدان مغناطیسی و عدم مصرف توان الکتریکی در قسمت حسگری میکروسنسور میباشد. ساختار میکروسنسور شامل یک سازه تشدیدی متقارن به صورت حلقه مربعی شکل به ابعاد 450 µm × 450 µm با باریکههایی به ضخامت 2 µm است. عملکرد میکروسنسور با استفاده از سه ماده متفاوت شامل سیلیکون و ژرمانیوم و GaAs مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار از جنس سیلیکون دارای فرکانس تشدید kHz 23/061، حساسیت 11.222/165 V/T و 7/482 V/T و V/T 3/7411 بهترتیب برای جریانهای Irms برابر با 30mA و 20mA و 10mA بوده و ساختار از جنس ژرمانیوم دارای فرکانس تشدید 15/199 kHz، حساسیت 12/019 V/T و 8/013 V/T و V/T 4/006 بهترتیب برای جریانهای Irms برابر با 30mA و 20mA و 10mA میباشد. همچنین برای سازه طراحیشده از جنس GaAs فرکانس تشدید برابر با 14/432 kHz بوده و حساسیت آن V/T 12/518 و 8/345 V/T و 4/173 V/T بهترتیب برای جریانهای Irms برابر با 30mA و 20mA و 10mA بهدست آمده است. شبیه-سازی میکروسنسور پیشنهادی با بهره گیری از نرمافزار COMSOL Multiphysics انجام شده است.

Keywords:

سنسور میدان مغناطیسی جهتدار , نیروی لورنتس , فرکانس تشدید , سیستم های میکروالکترومکانیکی , .MEMS