طراحي، تحليل و شبيه سازي ميكروسنسور شيب خازني

در اين مقاله براي اندازه‌گيري زاويه حول محور افقي (x)، ميكرو‌سنسور هاي شيب خازني مبتني بر تكنولوژي MEMS طراحي، تحليل و شبيه‌سازي شده اند. ساختار هر ميكرو‌سنسور استوانه‌اي شكل است كه خازن هاي بين انگشتي با الكترودهايي از جنس مس، بر روي يكي از قاعده هاي آن قرار گرفته اند. الكترودهاي خازن‌هاي بين انگشتي به صورت يك در ميان به ولتاژ هاي زمين و ترمينال وصل مي شوند. نيمي از حجم استوانه با روغن سيليكون و نيمه ديگر با هوا پر شده است. با چرخش استوانه حول محور افقي به دليل ثابت ماندن سطح روغن درون محفظه به علت گرانش، سطح الكترودهايي كه درون روغن قرار مي‌گيرند تغييركرده، در نتيجه مقدار خازن هاي ساختار و بدنبال آن، خروجي تغيير مي يابد. از اين تغييرات براي اندازه‌گيري زاويه استفاده مي‌شود. با يك تحليل دقيق، تاثير تغييرات زاويه بر ظرفيت خازن هاي ساختار و خروجي، مورد بررسي قرار گرفته است، بعلاوه ساختارهاي پيشنهادي با كمك نرم افزارCOMSOL Multiphysics شبيه سازي شده اند كه نتايج حاصل از شبيه سازي و تحليل مؤيد يكديگر مي باشند. دو ساختار به ترتيب با حساسيت هاي fF/deg 44 و fF/deg88 زاويه را در بازه ° 90 تا °90+ يا °0 تا °180 اندازه گيري مي كنند.