Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích đặc trưng của cấu trúc cảm biến áp suất điện dung có màng liên kết
Tóm tắt
Trong bài báo này, một cấu trúc cảm biến áp suất điện dung nhạy cảm kết hợp với màng liên kết được đề xuất nhằm mở rộng dải phản hồi tuyến tính và tính tuyến tính của cấu trúc cảm biến áp suất điện dung chế độ chạm. Trong cấu trúc này, cả hai mặt điện cực phía trên và phía dưới đều nhạy cảm với áp suất và có thể di chuyển, từ đó điều chỉnh cách tiếp xúc và cải thiện hiệu suất. Thông qua mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, các đặc tính của cấu trúc cảm biến áp suất điện dung có màng liên kết được phân tích. Kết quả chỉ ra rằng, khi so sánh với cấu trúc cảm biến áp suất điện dung chế độ chạm, dải phản hồi tuyến tính của đề xuất đã tăng hơn gấp đôi và độ phi tuyến của nó có thể giảm đáng kể.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Mohankumar, P., Ajayan, J., Yasodharan, R., Devendran, P., Sambasivam, R.: A review of micromachined sensors for automotive applications. Measurement 140, 305–322 (2019)
Tran, A.V., Zhang, X.M., Zhu, B.L.: The Development of a new piezoresistive pressure sensor for low pressures. IEEE Trans. Ind. Electron. 65(8), 6487–6496 (2018)
Barlian, A.A., Park, W.T., Mallon, J.R., Rastegar, A.J., Pruitt, B.L.: Review: semiconductor piezoresistance for microsystems. Proc. IEEE 97(3), 513–552 (2009)
Jindal, S.K., Varma, M.A., Thukral, D.: Comprehensive assessment of MEMS double touch mode capacitive pressure sensor on utilization of SiC film as primary sensing element: Mathematical modelling and numerical simulation. Microelectron. J. 73, 30–36 (2018)
Lv, H.J., Guo, Q., Hu, G.Q.: A touch mode capacitive pressure sensor with long linear range and high sensitivity. in Proceedings of 3rd IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, Sanya, China, pp. 796–800 (2008)
Varma, M.A., Jindal, S.K.: Novel design for performance enhancement of a touch-mode capacitive pressure sensor: theoretical modeling and numerical simulation. J Comput Electron. 17(3), 1324–1333 (2018)
Kang, M.C., Rim, C.S., Pak, Y.T., Kim, W.M.: A simple analysis to improve linearity of touch mode capacitive pressure sensor by modifying shape of fixed electrode. Sens. Actuators A: Phys. 263, 300–304 (2017)
Molla-Alipour, M., Ganji, B.A.: Analytical analysis of MEMS capacitive pressure sensor with circular diaphragm under dynamic load using differential transformation method (DTM). Acta Mech. Solida Sin. 28(4), 400–408 (2015)
Zhang, Y., Howver, R., Gogoi, B., Yazdi, N.: A high-sensitive ultra-thin MEMS capacitive pressure sensor. In Proceedings of 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, Beijing, China, pp. 112–115 (2011)
Sander, C.S., Knutti, J.W., Meindl, J.D.: A monolithic capacitive pressure sensor with pulse-period output. IEEE Trans. Electron Devices 27(5), 927–930 (1980)
Li, X.X., Bao, M.H., Shen, S.Q.: Study on linearization of silicon capacitive pressure sensors. Sens. Actuators A: Phys. 63(1), 1–6 (1997)
Rosengren, L., Söderkvist, J., Smith, L.: Micromachined sensor structures with linear capacitive response. Sens. Actuators A: Phys. 31(1–3), 200–205 (1992)
Liu, Z.Y., Pan, Y.C., Wu, P., Du, L.D., Zhao, Z., Fang, Z.: A novel capacitive pressure sensor based on non-coplanar comb electrodes. Sens. Actuators A: Phys. 297, 111525 (2019)
Wang, Q., Ko, W.H.: Si-to-Si fusion bonded touch mode capacitive pressure sensors. Mechatronics 8(5), 467–484 (1998)
Guo, S.W., Guo, J., Ko, W.H.: A monolithically integrated surface micromachined touch mode capacitive pressure sensor. Sens. Actuators A: Phys. 80(3), 224–232 (2000)
Yamamoto, S., Nakao, O., Nishimura, H.: Touch mode capacitive pressure sensor for passive tire monitoring system. In Proceedings of First IEEE International Conference on Sensors, Orlando, USA, pp. 1582–1586 (2002)
Wang, Q., Ko, W.H.: Modeling of touch mode capacitive sensors and diaphragms. Sens. Actuators A: Phys. 75(3), 230–241 (1999)
Timoshenko, S., Woinowsky-Krieger, S.: Theory of Plates and Shells. McGraw-Hill, New York (1959)