基于MEMS技术的仿生纤毛风速传感器的设计和仿真
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作者:
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上海交通大学

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中图分类号:

TP212.1

基金项目:

国家自然(61871266);上海市科委专业技术服务平台项目(19DZ2291103)


Design and Simulation of Bioinspired Flow sensor Based on MEMS Technology
Author:
Affiliation:

National Key Laboratory of Science and Technology on Micro/Nano Fabrication

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    摘要:

    设计了一种可以实现二维风速测量的电容式纤毛传感器,其特点为通过差分电容检测流速,传感器运动结构所对应的背硅被完全刻蚀。采用有限元分析软件,通过流体-固体-静电场的多物理场仿真,分析得到了传感器的差分电容与风速的变化关系。结合电容传感器AD7746的理论精度,计算得出传感器的风速灵敏度0.25mm/s。此外,设计了基于SOI硅片的传感器微加工制备的工艺流程。

    Abstract:

    A capacitive artificial sensor that enables two-dimensional wind velocity measurement is designed. The sensor detects flow velocity by differential capacitance, and the handle layer of wafer corresponding to the sensor motion structure is completely etched. The relationship between the differential capacitance of the sensor and the wind speed is obtained analytically by multi-physics field simulation of fluid-solid-electrostatics field using finite element analysis software. With the theoretical accuracy of the capacitance sensor AD7746, the wind speed sensitivity of the sensor is calculated to be 0.25 mm/s. In addition, a process flow for the microfabrication of the sensor based on SOI wafer is designed.

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  • 收稿日期:2022-06-18
  • 最后修改日期:2022-06-18
  • 录用日期:2022-07-18
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