एप्लाइड मैकेनिकल इंजीनियरिंग जर्नल

अमूर्त

सिलिकॉन <111> क्रिस्टल के अनिसोट्रोपिक व्यवहार के उपयोग के साथ परिमित तत्व विश्लेषण के माध्यम से कैपेसिटिव प्रेशर सेंसर का बहु-वैचारिक यांत्रिक डिजाइन अनुकूलन: डिजाइन अनुकूलन दृष्टिकोणों का सारांश

अमीर जाविदीनेजाद

माइक्रो-सेंसर के माइक्रो-मैकेनिकल डिज़ाइन की दुनिया में, आज तक, डिज़ाइन के वास्तविक यांत्रिक या संरचनात्मक पहलू पर पर्याप्त विचार नहीं किया गया है। इसलिए, वर्तमान में उपलब्ध अधिकांश डिज़ाइन इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी के उपयोग द्वारा "गैर-रैखिक" सेंसर के आउटपुट को रैखिक बनाने के लिए चुनौती दी जाती है। इस शोध कार्य में, एक माइक्रो-प्रेशर डायाफ्राम जिसमें रैखिक दबाव-विक्षेपण व्यवहार होता है, उसे FEM अनुकूलन तकनीकों के माध्यम से डिज़ाइन किया गया है। डायाफ्राम को सिलिकॉन (111) प्लेन के रूप में तैयार किया गया है, जिसमें समतल आइसोट्रोपिक गुण होते हैं। डायाफ्राम में एक गोलाकार केंद्र बॉस सेक्शन जोड़ा जाता है और ऑप्टिमाइज़ेशन किया जाता है, ताकि एक इष्टतम डायाफ्राम ज्यामिति प्राप्त हो सके जो लागू सतह दबाव लोडिंग के तहत इस बॉस सेक्शन के फ्लैट या कठोर विक्षेपण की अनुमति देगा। अनिसोट्रोपिक पतली प्लेट सिद्धांत का उपयोग करके अनुमानित बंद-रूप विक्षेपण समाधान विकसित किए गए हैं और FEM अनुकूलित डिज़ाइन के डायाफ्राम विक्षेपण व्यवहार की तुलना इस पतली प्लेट सिद्धांत मॉडल से की गई है। इस डायाफ्राम डिज़ाइन को कैपेसिटिव प्रेशर सेंसर की शीर्ष इलेक्ट्रोड प्लेट के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव है, जहाँ रैखिक दबाव-कैपेसिटेंस परिवर्तन व्यवहार मौजूद होगा। इस प्रेशर डायाफ्राम में 0 से 206843 Pa (30 psi) की दबाव सीमा है, जिसका दबाव रिज़ॉल्यूशन 689.5 Pa (0.1 psi) है।