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자료유형
학술저널
저자정보
Meisam Farajollahi (Iran University of Science and Technology) Mehrad Goharzay (Amir Kabir University of Technology) Daryoosh Borzuei (Iran University of Science and Technology) Seyed Farhan Moosavian (Iran University of Science and Technology)
저널정보
국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.27 No.5
발행연도
2021.1
수록면
837 - 846 (10page)

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Corrugated and flat circular diaphragm-based piezoresistive pressure sensors are designed and proposed for different applications. Regarding to different criteria including maximum stress, sensitivity and natural frequency, different diaphragms with semicircular, sinusoidal and trapezoidal corrugation are modeled, simulated and investigated in finite element software. The finite element model is validated by experimental results from the literature and also with theoretical formula to ensure the accuracy of the finite element modeling process. Wavelength and location of the corrugation are optimized to achieve best performing sensor. For the application with large acceptable induced stress, circular flat diaphragm is proposed. To enhance the sensitivity of the sensor as a crucial parameter, semicircular corrugation for circular diaphragm with 360 <i>μ</i>mm wavelength and 240 <i>μ</i>mm distance from the center is designed and proposed. This configuration shows obvious improvement of the sensitivity with more than 18% enhancement. To extend the working range of the sensor regarding to input frequency, trapezoidal corrugation with 360 <i>μ</i>m wavelength and 240 <i>μ</i>mm distance from the center is proposed to reach more than 29% enlargement in first natural frequency. Eventually, this paper tries to provide an overview to design the optimal pressure sensor according to desired specifications.
#pressure sensor #diaphragm #corrugation #sensitivity #Finite Element Analysis

목차

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Mojtaba Sheikhi Azqandi / 2019 / Sensitivity analysis based on complex variables in FEM for linear structures / Advances in Computational Design 4(1):15~32 Crossref Balavalad, K. B. / 2015 / A critical review of MEMS capacitive pressure sensors / Sensors Transducers 187(4):120~128 google schola Eaton, W. P. / 1999 / A new analytical solution for diaphragm deflection and its application to a surface-micromachined pressure sensor / Proceedings of International Conference on Modeling and Simulation of Microsystems google schola Gultekin Aktas / 2020 / Displacement prediction of precast concrete under vibration using artificial neural networks / Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal 74(4):559~565 dbpia Fathi, N. A. / 2014 / Design and Optimization of Piezoresistive MEMS Pressure Sensors Using ABAQUS / Middle-East J. Scientif. Res 21(12):2299~2305 google schola

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