微機電系統(tǒng)微傳感器的結構分析和優(yōu)化研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystems），即MEMS，是涉及到機械、電子、流體力學、熱力學、材料力學、生物學等多學科的交叉領域，它是微電子系統(tǒng)與其他可以進行信息或能量傳輸、轉換的系統(tǒng)相結合的產物。
　　微梳齒諧振器是一種經典的MEMS器件，由于其能實現(xiàn)機械能和其他能量的轉換，可以在從1KHz～1MHz頻率范圍內產生較大的振幅，設計靈活等優(yōu)點，被廣泛的應用于各個領域，如汽車安全氣囊、小衛(wèi)星、磁頭驅

2、動器等，因此對微梳齒諧振器的結構分析和優(yōu)化設計的研究，以及對MEMS器件的開發(fā)應用具有重要意義。
　　本文圍繞微梳齒諧振器和微帶通濾波器的工作原理、結構分析和優(yōu)化以及空氣阻尼對其動態(tài)特性的影響等方面展開研究，旨在建立和完善MEMS傳感器結構的優(yōu)化分析技術。
　　針對微梳齒諧振器的工作原理的介紹，包括對其結構的分析、靜電驅動原理和動力學原理的解析，為后續(xù)的微諧振器的動態(tài)分析和建立系列化微諧振器器件的動態(tài)特性分析求解程序提供了理

3、論依據。
　　針對微梳齒諧振器結構優(yōu)化分析的研究是建立在微諧振器結構參數(shù)化的基礎上，通過ANSYSWorkbench分析結構參數(shù)對諧振頻率的影響，為參數(shù)化的目標優(yōu)化設計提供了參考和依據，通過模態(tài)分析和諧響應分析，獲得共振頻率、主振型、幅頻、相頻曲線等相關振動特性。
　　采用APDL編程分析研究了微梳齒諧振器在受到空氣阻尼時的動態(tài)特性，程序建立在對微諧振器結構和功能的分析上，通過添加條件和約束建立程序模型，采用不同的有限元單元

4、類型代替微梳齒諧振器不同的功能部件，其中采用FLUID139單元類型設置空氣阻尼模型，最后通過分析結果數(shù)據總結出空氣阻尼對微梳齒諧振器振動的動態(tài)特性影響，與其他方法相比，此方法快速、實用、適應性好。
　　基于微梳齒諧振器結構分析和優(yōu)化方法的總結對微帶通濾波器進行優(yōu)化分析，并比較了其動態(tài)特性在優(yōu)化前后的明顯改善。
　　本文主要以微梳齒諧振器的結構分析和優(yōu)化設計為例，為MEMS微傳感器的結構分析和優(yōu)化設計提供了一種系統(tǒng)化分析模式