CAJ | 학술논문

谐振式微质量传感器的灵敏度取决于弹性元件的几何尺寸和结构形式.单纯依靠结构尺寸微型化方法已难以满足传感器工程实用性的要求,因而需要探索新的改善传感器性能的方法.在保证传感器外形尺寸不变的基础上,提出通过改变弹性梁的表面形状(梯形)和截面构型(槽型)来进一步提升传感器灵敏度的新方法,建立了基于槽型变截面弹性梁的传感器灵敏度分析模型,分析了影响传感器灵敏度的关键设计因素,得到了结构设计参数、自振频率及灵敏度之间的关系表达式.仿真结果表明,在相同外形尺寸参数下,矩形截面悬臂梁传感器的自振频率和质量检测灵敏度为1 254.2 Hz和9.8×103 Hz/g,槽型变截面悬臂梁传感器的自振频率和灵敏度为1 776.1Hz和38.0×103 Hz/g.相对于矩形截面梁传感器,灵敏度提高了287.8％,从而验证了提出的灵敏度提升方法的有效性和可行性.
해진식미질량전감기적령민도취결우탄성원건적궤하척촌화결구형식.단순의고결구척촌미형화방법이난이만족전감기공정실용성적요구,인이수요탐색신적개선전감기성능적방법.재보증전감기외형척촌불변적기출상,제출통과개변탄성량적표면형상(제형)화절면구형(조형)래진일보제승전감기령민도적신방법,건립료기우조형변절면탄성량적전감기령민도분석모형,분석료영향전감기령민도적관건설계인소,득도료결구설계삼수、자진빈솔급령민도지간적관계표체식.방진결과표명,재상동외형척촌삼수하,구형절면현비량전감기적자진빈솔화질량검측령민도위1 254.2 Hz화9.8×103 Hz/g,조형변절면현비량전감기적자진빈솔화령민도위1 776.1Hz화38.0×103 Hz/g.상대우구형절면량전감기,령민도제고료287.8％,종이험증료제출적령민도제승방법적유효성화가행성.