طراحي و بهينه‌سازي شتاب‌سنج خازني MEMS تك‌محوره

كارشناسي ‌ارشد

در اين پايان‌نامه طراحي و شبيه‌سازي يك شتاب‌سنج تك‌محوره خازني MEMS تمام تفاضلي بر مبناي ميكروماشين‌كاري سطحي، با دو جرم مبنا ارائه شده است. تاكنون بيشتر شتاب‌سنج‌هاي خازني كه با روش ميكروماشين‌كاري سطحي ارائه شده‌اند، از ساختار خازن‌هاي تفاضلي براي سنجش تغييرات خازن‌ها استفاده كرده‌اند. اما در اين پايان‌نامه با تقسيم جرم مبنا، به دو جرم، امكان طراحي به صورت تمام تفاضلي محقق شده است. ساختار حسگر به گونه‌اي است كه دو جرم از لحاظ الكتريكي از هم جدا هستند ولي با يك لايه عايق به هم وصل شده‌اند. با داشتن دو جرم مبنا و تغيير خروجي‌ها و ولتاژ تحريك، خازن پارازيتيكي نيز كم شده است، تا حساسيت حسگر افزايش يابد. همچنين در اين حسگر برخي از خازن‌هاي حسگر در داخل جرم مبنا قرار گرفته است، تا در يك فضاي محدود بتوان حساسيت را افزايش داد. با اين روش از طول زياد الكترودها و مشكلات مربوط به آنها نيز جلوگيري شده است. بازه اندازه‌گيري شتاب حسگر g10± مي‌باشد كه براي سنجش حركات بدن به خصوص در بازي‌هاي حركتي يا عينك واقعيت مجازي بسيار پركاربرد مي‌باشد. اندازه حسگر در اين شتاب‌سنج mm1×mm1 مي‌باشد و در اين فضاي محدود حساسيت مكانيكي و حساسيت خازني شتاب‌سنج به ترتيب nm/g 30 و fF/g 15.5 مي‌باشد.

191554

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر جواد ياوند حسني