| مدلسازی و تحلیل تاثیر ضریب دیالکتریک بر عملکرد حسگرهای فشار خازنی |
| کد مقاله : 1037-ICME (R1) |
| نویسندگان |
|
نیما احمدی شیخ سرمست *1، صدرا رستمی ارنسا2، حسین رحیمی آسیابرکی1، محمد باقر صحابی3، پرویز محسن زاده4 1عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران 2گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران 3عضو هیات علمی گروه علوم پایه، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران 4گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، تأثیر ضریب دیالکتریک ماده متخلخل بر عملکرد حسگرهای فشار خازنی مبتنی بر غشای دایرهای سیلیکونی، با بهکارگیری یک مدل چندفیزیکی و غیرخطی بررسی شده است. برای بررسی تأثیر مستقل این پارامتر، ضریب دیالکتریک بهعنوان تنها متغیر مستقل در سه سطح ۳، ۴۰ و ۸۰ انتخاب شده و تأثیر آن بر پاسخ استاتیکی حسگر تحلیل شده است؛ در حالی که مدول یانگ و سایر خواص مکانیکی ثابت در نظر گرفته شدهاند. مدلسازی بر پایه معادلات حاکم غیرخطی صفحه کلاسیک و در نظر گرفتن تراکمپذیری دیالکتریک متخلخل انجام و با روش گالرکین حل عددی شده است. نتایج حاکی از آن است که افزایش ضریب دیالکتریک منجر به کاهش چشمگیر ولتاژ پولاین (از ۲۴۰ ولت در 3κ= به ۵۰ ولت در 80κ=) و افزایش حساسیت استاتیکی (هم از نظر جابجایی مکانیکی و هم از نظر تغییرات ظرفیت خازنی) میشود. این رفتارها ناشی از افزایش نیروی الکترواستاتیک و نرمشدگی مؤثر ساختار است. یافتهها نشان میدهند که بهینهسازی ضریب دیالکتریک، بدون تغییر در سختی مکانیکی، راهکاری مؤثر برای طراحی حسگرهای پزشکی با ولتاژ کار پایین، حساسیت بالا و پاسخ سریع بهشمار میرود. |
| کلیدواژه ها |
| حسگر فشار خازنی، مدلسازی چندفیزیکی، ضریب دیالکتریک، غشای سیلیکونی |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
