شبیه سازی و تحلیل رفتار مکانیکی میکروسنسور فشار پیزورزیستیوی

سنسورهای میکروالکترومکانیکی فشار به دلیل سهولت ساخت، هزینه پایین، روش اندازه گیری ساده، محدوده گسترده فشار مورد اندازه گیری و دقت اندازه گیری بالا محبوبیت بسیاری دارند. در این پژوهش، رفتار مکانیکی یک میکروسنسور فشار پیزورزیستیوی به روش المان محدود شبیه سازی شده است. اعمال فشار به مرکز دیافراگم سبب ایجاد تنش های طولی و عرضی در پیزورزیستیوها می شود و تنش های ایجادشده در پیزورزیستیوها باعث تغییر مقاومت الکتریکی آنها می گردد. در این مقاله، ماکزیمم مقدار جابه جایی دیافراگم سنسور، تنش های طولی و عرضی و توزیع پتانسیل الکتریکی در پیزورزیستیوها به ازای اعمال فشار 14 مگاپاسکال مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین ماکزیمم مقدار جابه جایی دیافراگم و تغییرات مقاومت الکتریکی به ازای اعمال فشارهای گوناگون بررسی شده است. با انجام تحلیل تنش ون مایزز روی سازه سنسور مشخص شد که حداکثر تنش ون مایزز ایجادشده در این سازه به ازای اعمال فشار 14 مگاپاسکال، 6 گیگاپاسکال است. همچنین با انجام تحلیل خستگی روی سنسور مذکور معلوم شد که این سنسور از عمر بسیار بالایی برخوردار است.