شبيه سازي و تحليل رفتار مكانيكي ميكروسنسور فشار پيزورزيستيوي

سنسورهاي ميكروالكترومكانيكي فشار به دليل سهولت ساخت، هزينه پايين، روش اندازه گيري ساده، محدوده گسترده فشار مورد اندازه گيري و دقت اندازه گيري بالا محبوبيت بسياري دارند. در اين پژوهش، رفتار مكانيكي يك ميكروسنسور فشار پيزورزيستيوي به روش المان محدود شبيه سازي شده است. اعمال فشار به مركز ديافراگم سبب ايجاد تنش هاي طولي و عرضي در پيزورزيستيوها مي شود و تنش هاي ايجادشده در پيزورزيستيوها باعث تغيير مقاومت الكتريكي آنها مي گردد. در اين مقاله، ماكزيمم مقدار جابه جايي ديافراگم سنسور، تنش هاي طولي و عرضي و توزيع پتانسيل الكتريكي در پيزورزيستيوها به ازاي اعمال فشار 14 مگاپاسكال مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين ماكزيمم مقدار جابه جايي ديافراگم و تغييرات مقاومت الكتريكي به ازاي اعمال فشارهاي گوناگون بررسي شده است. با انجام تحليل تنش ون مايزز روي سازه سنسور مشخص شد كه حداكثر تنش ون مايزز ايجادشده در اين سازه به ازاي اعمال فشار 14 مگاپاسكال، 6 گيگاپاسكال است. همچنين با انجام تحليل خستگي روي سنسور مذكور معلوم شد كه اين سنسور از عمر بسيار بالايي برخوردار است.