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

قادری شبنم; طهماسبی پور محمد; عباسپورثانی ابراهیم; مدرس مهرزاد

مشخصات مقاله

عنوان نشریه:

مكانيك سازه ها و شاره ها

اطلاعات شماره:

تابستان 1397 , دوره 8 , شماره 2 ; از صفحه 13 تا صفحه 24 .

عنوان مقاله:

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

نویسندگان:

قادری شبنم, طهماسبی پور محمد*, عباسپورثانی ابراهیم, مدرس مهرزاد

آدرس:

* دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران

چکیده:

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.

کلید واژه:

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

موضوعات مرتبط:

مقالات نشریه ای مرتبط:

مقالات همایشی مرتبط:

ندارد

طرح های مرتبط:

مقالات بین المللی مرتبط:

No item.

ارتباط خیلی زیاد ارتباط زیاد مرتبط ارتباط کمتر

ارجاعات:

ثبت نشده است

استنادات:

ثبت نشده است

+جهت ارجاع به این مقاله کلیک کنید(Cite).

APA : کپی

قادری، ش.، و طهماسبی پور، م.، و عباسپورثانی، ا.، و مدرس، م. (1397). طراحی و شبیه سازی شتاب سنج حرارتی MEMS با حساسیت بهینه شده و قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور. مکانیک سازه ها و شاره ها, 8(2 ), 13-24. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=556753

Vancouver : کپی

قادری شبنم، طهماسبی پور محمد، عباسپورثانی ابراهیم، مدرس مهرزاد. طراحی و شبیه سازی شتاب سنج حرارتی MEMS با حساسیت بهینه شده و قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور. مکانیک سازه ها و شاره ها. 1397 [cited 2022May26];8(2 ):13-24. Available from: https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=556753

IEEE : کپی

قادری، ش.، طهماسبی پور، م.، عباسپورثانی، ا.، مدرس، م.، 1397. طراحی و شبیه سازی شتاب سنج حرارتی MEMS با حساسیت بهینه شده و قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور. مکانیک سازه ها و شاره ها, [online] 8(2 ), pp.13-24. Available: https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=556753.