طراحی، تحلیل و شبیه سازی سنسور شیب خازنی

در این مقاله یک میکرو سنسور شیب خازنی مبتنی برتکنولوژی MEMS طراحی، تحلیل و شبیه سازی شده است. ساختاراین میکرو سنسور، استوانه ای است که الکترودهایی از جنس مس برروی سطح قاعده آن قرار می گیرند. در ساختار میکروسنسور از خازنهای بین انگشتی استفاده شده است. تمام الکترودهای خازن های بینانگشتی در یک صفحه قرار دارند و به صورت یک درمیان به ولتاژ زمینیا ترمینال وصل می شوند. نیمی از حجم استوانه با روغن سیلیکون ونیمه ی دیگر با هوا پر شده است. با چرخش استوانه حول محور x ، بهدلیل ثابت ماندن سطح روغن درون محفظه به علت گرانش، سطحی ازالکترودها که درون روغن قرار می گیرد، تغییر می کند که از این تغییربرای اندازه گیری زاویه استفاده می شود. اثر تغییرات زاویه بر رویخروجی با استفاده از روابط حاکم بر خازن های بین انگشتی محاسبه وبا کمک نرم افزار MATLAB رسم شده است. با استفاده از نرم افزارCOMSOL نیز، ساختار سنسور شبیه سازی شده است که نتایج حاصلاز شبیه سازی و تحلیل موید یکدیگر هستند. رنج اندازه گیری سنسوربرابر با ° 90 - تا ° 90 + یا ° 0 تا ° 180 است که در تمام رنج اندازهگیری، تغییرات خروجی به صورت خطی است. این سنسور از حساسیت44fF/deg بر خوردار است.

Keywords:

حساسیت , خازن های بین انگشتی , رنج اندازه گیری , روغن سیلیکون , میکرو سنسور خازنی شیب