MEMS仿生矢量水听器的微结构优化设计

• 作者: 刘梦然 张国军 张文栋 简泽明
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: MEM仿生矢量水听器 固有频率 灵敏度 频带 ANSYS 最优解
• 年，卷（期）: 2014,（9）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器
• 页码范围: 576-582
• 分类号: TH703
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2014.09.005

摘要

压阻式的MEMS仿生矢量水听器的固有频率和灵敏度之间是相互制约的,即随微结构的各个尺寸(悬臂梁的长、宽、高及中心连接体的边长)的变化,二者呈现相反的趋势.通过理论分析和推导,得出每个尺寸对水听器固有频率和灵敏度的影响程度不一致,可以合理地设计微结构的各个尺寸(最优解),使矢量水听器在具有相同固有频率条件下得到最大灵敏度.根据常用的微结构,通过Matlab软件计算出了微结构的一组最优解.通过ANSYS软件仿真验证,与常用的微结构相比,该微结构固有频率下降了7％,而灵敏度提高了1倍.最后,测试结果表明:两组尺寸的水听器频带范围为20～1 000 Hz,并且尺寸优化后的水听器比优化前的灵敏度平均高5 dB.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张国军	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	75	334	8.0	13.0
5	张文栋	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	167	1172	16.0	26.0
9	刘梦然	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	5	20	3.0	4.0
13	简泽明	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	5	15	2.0	3.0