طراحی، بهینه سازی و تحلیل دینامیکی حسگر فشار میکرو الکترومکانیکی
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی فناوریهای نوین
- نویسنده احسان قره داغی
- استاد راهنما احمد قنبری منیژه ذاکری
- سال انتشار 1392
چکیده
حسگرهای فشار پیزوالکتریکی امروزه کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند. اندازه، هزینه تمام شده، حساسیت و دقت این حسگرها، آنها را به محصولی مطلوب برای اهداف محققان و صنعتگران تبدیل کرده است. همچنین توسعه این حسگرها این امکان فراهم کرده است تا به دلیل اندازه کوچک کاربردهایی برای آنها تعریف شود که قبلاً ابزارهای مشابه قابلیت این کاربردها را نداشتند. در این پایان نامه به طراحی حسگر فشار، تحلیل دینامیکی رفتار ارتعاشی حسگر فشار تحت استهلاک خارجی و بهینه سازی آن برای افزایش حساسیت حسگر نسبت به تغییرات فشار می پردازیم. در فصل اول به مطالعه پیشینه تحقیقات پرداخته ایم. تحقیقات انجام شده در زمینه حسگرهای فشار پیزوالکتریکی به چند دسته کلی تقسیم می شوند: دسته اول شامل تحقیقاتی می شود که کاربرد این حسگرها را برای تحقیقات در سایر شاخه های علمی نشان می دهد. دسته دوم شامل تحقیقاتی می شود که طراحی و ساختار حسگرهای فشار را مورد بررسی قرار داده اند. دسته سوم شامل تحقیقاتی می شود که در زمینه مدلسازی رفتار ارتعاشی دیافراگمها انجام گرفته اند. تحقیقات انجام شده در این زمینه خود شامل مدلسازی خطی ارتعاش دیافراگمها، مدلسازی غیر خطی ارتعاش دیافراگمها و مدلسازی مکانیزمهای استهلاکی در سیستمهای میکروالکترومکانیکی می شود. دسته چهارم شامل تحقیقاتی می شود که در زمینه استخراج مشخصه های فیزیکی سیستمهای میکروالکترومکانیکی انجام گرفته اند. در فصل دوم به تشریح تحقیقات جدید انجام شده در راستای تعهدات پایان نامه و بر اساس پیشینه تحقیقات پرداخته ایم. در راستای طراحی حسگر فشار یک ساختار 5 لایه برای دیافراگم حسگر فشار پیشنهاد شده است. در راستای مدلسازی رفتار ارتعاشی دیافراگم حسگر فشار میکروالکترومکانیکی ابتدا رفتار ارتعاشی در غیاب استهلاک خارجی و سپس در حضور استهلاک خارجی بررسی شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مدلسازی های انجام گرفته می توانند رفتار ارتعاشی دیافراگم حسگر فشار را با دقت بیشتری پیش بینی کنند. اثر فیلم فشرده در رفتار ارتعاشی دیافراگم دایره ای بررسی شده است. مطالعات نشان می دهد که برای حسگر فشار طراحی شده نیروی استهلاک بسیار کمتر از نیروی سختی می باشد و تغییرات نیروی سختی نسبت به فرکانس تحریک ناچیز است. در نهایت بهینه سازی حسگر فشار با استفاده از الگوریتم های ژنتیک و کلونی مورچگان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که هر چند ضخامت دیافراگم طراحی شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک نسبت به تحقیقات قبلی بیشتر است است ولی به دلیل دور بودن لایه پیزوالکتریکی از تار خنثی خروجی بیشتری تولید می کند.
منابع مشابه
بررسی اثر تحریک الکترواستاتیک بر رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگرهای فشار خازنی
هدف از این پژوهش، بررسی رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگرهای فشار خازنی و بررسی اثر اعمال تحریک الکترواستاتیک بر عملکرد و دقت این سیستم‌ها می‌باشد. حسگر به صورت یک صفحه دایرهای انعطاف پذیر در نظر گرفته شده است که یک فاصله اولیه از یک صفحه صلب دارد و بین آن دو خلاء است. در اثر فشار محیط و همچنین اعمال ولتاژ بین دو صفحه، ورق انعطاف پذیر خیز برداشته و به پایه ثابت نزدیک میگردد. با نزدیک شدن ص...
متن کاملبهینه سازی افت فشار در طراحی اصلاحی شبکه مبدلهای حرارتی
یکی از جدیدترین روشهای معمول اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی که امروزه برای صرفه جویی در مصرف انرژی صنایع فرآیندی بکار میرود،روش افت فشار ثابت می باشد. این روش مبتنی بر توان پمپها و کمپرسورهای موجود شبکه بوده و تعویض آنها را با پمپها یا کمپرسورهای جدید مورد بررسی قرار نمیدهد. در این مقاله یک الگوریتم جدید برای اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی معرفی میشود و در نهایت این چنین نتیجه گیری خواهد شد که برای به حد...
متن کاملتحلیل و بهینه سازی توزیع فشار در یک شیرکنترلی
امروزه شیرهای فشارشکن در بسیاری از صنایع مانند نیروگاهها، پالایشگاهها و صنایع مشابه استفاده می شود که بسیاری از آنها دارای شکل های هندسی سنتی مانند شیرهای پروانه ای است. متاسفانه بدلیل طراحی خاص این شیرها، در آنها کاویتاسیون ایجاد شده و باعث سایش و خرابی زود هنگام می شود. در دهه اخیر نسل جدیدی از شیرهای کنترلی طراحی شده اند که با توجه به هندسه جدیدشان باعث کاهش تدریجی فشار سیال شده و مانع ایجاد...
متن کاملطراحی و شبیه سازی حسگر نیروی دو حالته کوارتزی
کریستال کوارتز از جمله مواد پیزوالکتریک است و با اعمال ولتاژ الکتریکی متناوب، میتوان در این کریستال ارتعاش مکانیکی ایجاد کرد. فرکانس طبیعی این ارتعاش به با اعمال تنش و تغییر دمای کریستال تغییر میکند. به همین علت از این کریستال در ساخت انواع نیرو سنج ها و حسگر های دمایی استفاده می شود. در این مقاله یک حسگر نیروی دیجیتال بر اساس اثر نیرو-فرکانس در کریستال کوارتز AT-Cut طراحی و شبیه سازی شده است. ...
متن کاملبهینه سازی رفتار استاتیکی، دینامیکی میکروکانتیلور پیزوالکتریک به کمک روش اجزاء محدود
میکروکانتیلورهای پیزو الکتریک چند لایه در واقع تیرهای یک سر گیردار با ابعاد میکرومتری هستند که امروزه به طور وسیعی در صنایع هوا-فضا، نظامی و خودروسازی به عنوان محرک و حسگر در سازه های هوشمند به کار می روند. پارامترهایی نظیر ضخامت زیر لایه، ضخامت پوشش، جنس و ابعاد مواد به کار رفته در ساختمان یک میکروکانتیلور بازده دستگاه را تعیین می کند. بنابراین درک رفتار استاتیکی و دینامیکی میکروکانتیلور به طر...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی فناوریهای نوین
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023