梳齿式二维微纳传感器的物理设计

作     者：王澍沁 王弼陡 吕丹辉 杨维 孙海旋 WANG ShuQin;WANG BiDou;LV DanHui;YANG Wei;SUN HaiXuan

作者机构：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医学检验技术研究室苏州215163 中国科学院大学北京100049 

基　　金：中国科学院装备研制项目(YZ201550) 中国科学院重点部署项目(KFZD-SW-204) 江苏省科技支撑计划项目(BE2014640)资助~~ 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2018年第40卷第4期

页      码：857-862页

摘      要：在MEMS技术的基础上,设计了一种梳齿式二维微纳传感器的芯片结构。通过应用硅基力敏感结构,实现了将微弱不可测力学信号转换为可测电信号;建立有限元模型,分析计算了微力传感器的结构和电学特性,得到了力学信号与电学信号的对应关系;对模型进行了模态分析和谐响应分析,验证了结构的固有频率和谐响应频率远离系统的工作驱动频率,保证了芯片的工作稳定性和测量精度。仿真分析结果表明,微力传感器芯片的力和力矩的分辨率分别达到2.85μN和0.0382μN·m,信号转换线性度分别达到0.999 6、0.999 9。模态固有频率(第一阶、第二阶)和谐响应频率分别为783.28 Hz、1 294.3 Hz和770 Hz,均满足性能指标要求。

主 题 词：微电子机械系统(MEMS) 力传感器 二维 梳齿结构 物理设计 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2018.04.016

馆 藏 号：203304956...