MEMS-GMR磁傳感器壓電驅(qū)動結(jié)構(gòu)的振動特性研究.pdf

1、采用磁場垂動調(diào)制結(jié)構(gòu)的GMR磁傳感器能有效克服1/f噪聲的影響，但使用中存在輸出信號不穩(wěn)定、性能與理論設(shè)計值存在差距等問題，亟需對影響傳感器性能的壓電驅(qū)動結(jié)構(gòu)的振動特性進(jìn)行研究。本文從理論、仿真、實驗等方面對影響壓電驅(qū)動結(jié)構(gòu)振動性能的關(guān)鍵因素——熱特性及品質(zhì)因數(shù)特性進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　基于彈性力學(xué)及壓電方程，構(gòu)建了驅(qū)動結(jié)構(gòu)的動力學(xué)方程，為結(jié)構(gòu)振動熱特性分析中涉及的多物理場耦合、品質(zhì)因數(shù)特性分析中涉及的阻尼振動等問題的研

2、究提供了理論指導(dǎo)。
　　采用理論分析與仿真求解的方法研究了溫度對壓電驅(qū)動結(jié)構(gòu)振動頻率及幅值的影響，結(jié)果表明：楊氏模量溫度系數(shù)及熱電偶合為主要的影響因素。在幅值溫度變化率方面，提出了以靜態(tài)位移變化率替代動態(tài)幅值變化率來計算溫度漂移的方法，極大簡化了分析及求解的難度。
　　基于焦耳熱及阻尼熱耗，建立了求解內(nèi)部熱耗導(dǎo)致溫度變化的仿真方法，并研究了溫度梯度因素對振動的影響，得出了焦耳熱為主要熱源、溫度梯度為主要影響因素的結(jié)論。