طراحي و شبيه سازي حسگر شتاب سنج ميكروالكترومكانيكي فوق حساس با ضربه گير الكترواستاتيك

Design and Simulation of Super Sensitive MEMS Accelerometer with Electrostatic Shock Absorber

در اين مقاله شتاب سنج خازني دندان شانه اي ميكروالكترومكانيكي تك محوره با استفاده از سيليكون روي عايق (SOI) و بلوك هاي نيكلي پيشنهاد و بررسي شده است. با بكارگيري SOI به جاي سيليكون و استفاده از بلوك هاي نيكلي جرم محك افزايش يافته است. مشخصه هاي عملكردي شتاب سنج به روش تئوري محاسبه شده است . بعلاوه پارامترهاي حسگر به روش المان محدود شبيه سازي شده است و بهبود عملكرد آن نشان داده شده است كه 1.7 برابر كردن جرم توسط تكنيك هاي فوق حساسيت مكانيكي از به افزايش يافته است و نويز معادل شتاب كاهش يافته است. اين شتاب سنج پيشنهادي قدرت تفكيك ميكروگرانش را دارد. بعلاوه در اين مقاله روشي براي جلوگيري از اعمال شوك در هنگام جابجايي و آسيب ديدن الكترودها به حسگر پيشنهاد شده است كه با كمك نيروي الكترواستاتيكي حركت قسمت محرك را خنثي مي كند. بررسي تئوري اين روش انجام شده و ولتاژ مورد نياز براي جلوگيري از حركت محك محاسبه شده است و با استفاده از شبيه سازي المان محدود صحت عملكرد بررسي و تاييد شده است.