tailieunhanh - Về một cấu trúc mới của cảm biến gia tốc áp điện trở ba bậc tự do nhằm nâng cao độ nhạy

Bài báo này trình bày về một thiết kế mới của cảm biến gia tốc ba bậc tự do kiểu áp trở nhằm nâng cao độ nhạy, độ phân giải - một yêu cầu luôn bức thiết của thực tế. Phần mềm ANSYS đã được sử dụng để thiết kế, mô phỏng và đánh giá được những ưu điểm của cấu trúc mới này so với các cảm biến được chế tạo trước đó. | TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K2 - 2010 VỀ MỘT CẤU TRÚC MỚI CỦA CẢM BIẾN GIA TỐC ÁP ĐIỆN TRỞ BA BẬC TỰ DO NHẰM NÂNG CAO ĐỘ NHẠY Trần Đức Tân Trường Đại học Công Nghệ, ĐHQGHN (Bài nhận ngày 25 tháng 01 năm 2010, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 17 tháng 05 năm 2010) TÓM TẮT: Hiện nay công nghệ Vi cơ điện tử và Vi hệ thống (MEMS) đã có những bước phát triển vượt bậc. Cảm biến gia tốc là một trong những loại cảm biến MEMS thông dụng nhất bởi được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng khác nhau. Để chế tạo thành công một linh kiện MEMS thì quy trình thiết kế mô phỏng là rất quan trọng. Bài báo này trình bày về một thiết kế mới của cảm biến gia tốc ba bậc tự do kiểu áp trở nhằm nâng cao độ nhạy, độ phân giải - một yêu cầu luôn bức thiết của thực tế. Phần mềm ANSYS đã được sử dụng để thiết kế, mô phỏng và đánh giá được những ưu điểm của cấu trúc mới này so với các cảm biến được chế tạo trước đó. Từ khóa: công nghệ Vi cơ điện tử,Vi hệ thống, cảm biến MEMS, Phần mềm ANSYS 1. GIỚI THIỆU 2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG Các cảm biến gia tốc được chế tạo dựa trên công nghệ vi cơ điện tử và vi hệ thống đã và đang thâm nhập một cách mạnh mẽ trong hầu hết các lĩnh vực như y sinh [1, 2], công nghiệp ôtô, điện tử dân dụng, khoa học không gian Hiện nay, về cơ bản có ba loại cảm biến gia tốc, đó là cảm biến gia tốc kiểu tụ [3, 4], áp điện và áp điện trở. Nhìn chung, cả ba loại cảm biến này đều có các ưu và nhược điểm riêng nhưng cảm biến gia tốc kiểu áp trở là thông dụng nhất bởi các ưu điểm vượt trội như độ nhạy cao, giá thành rẻ, mạch xử lý tín hiệu đơn giản [5] Với các ứng dụng ngày càng trở nên tinh tế như định vị và dẫn đường cho các vật thể bay thì yêu cầu về cảm biến gia tốc độ nhạy cao, kích thước nhỏ đang được đặt ra. Hiện nay, việc thiết kế chế tạo các cảm biến gia tốc nhiều bậc tự do đã đạt được những thành công nhất định [5, 6]. Tuy nhiên, một yêu cầu thực tiễn luôn đòi hỏi đó là phải luôn tìm tòi ra các nguyên lí mới, cấu trúc mới có thể nâng cao phẩm chất của các cảm biến .