سوئیچ شتاب قابل تنظیم با استفاده از دو نوع تحریک بر اساس تکنولوژی ممز (mems )

در این مقاله طراحی و شبیه‌سازی ساختار جدیدی از سوئیچ میکرو ماشینی عمل‌کننده با شتاب، با قابلیت تنظیم برای شتاب موردنظر ارائه شده است. با استفاده از سوئیچ پیشنهادی امکان سنجش شتابدر محدوده بین میلی جی (g) الی نود جی میسر گردیده است. جهت تنظیم شتاب موردنظر در بازه ذکر شده از دو تحریک الکترواستاتیک شانه‌ای و پیزوالکتریک استفاده شده است. از تحریک الکترواستاتیک شانه‌ای، به علت رنج خطی بالای آن و تحریک پیزوالکتریک به علت دقت بالای تنظیم سوئیچ در شتاب‌های خیلی کم و عدم وجود پدیده پایین کش (pull in) بهره برده شده است. در ساختار پیشنهادی جهت جلوگیری از پدیده پایین کش از متوقف کننده در تحریک الکترواستاتیک استفاده شده است. در بخش تحریک پیزوالکتریک معادلات حاکم بر جابجایی ناشی از تحریک پیزوالکتریک استخراج شده است. بر اساس طراحی انجام‌گرفته رزولوشن ساختار حدود 15 /0 جی است. ولتاژ آستانه پایین کش برای تحریک الکترواستاتیک شانه‌ای 50 ولت و حداکثر ولتاژ تنظیم تحریک پیزوالکتریک 85 ولت است. ساختار پیشنهادی بر اساس محاسبات انجام‌گرفته در نرم‌افزار اینتلیسویت (intellisuite) شبیه‌سازی شده و نمودارهای حاصل از شبیه‌سازی جهت صحت سنجی با نمودارهای حاصل از متلب مقایسه شده است.

MEMS Based Tunable Acceleration Switch Using Two Type Actuators

: In this paper design and simulation of a new tunable acceleration MEMS switch is proposed. Using the proposed switch, it is possible to measure the accelerations in the range between millig and 90g. To tune the desired acceleration switching, two actuators are used. These actuators are electrostatic comb drive and piezoelectric actuator. The electrostatic comb drive actuator operates in high linear range and the piezoelectric actuator can measure very low accelerations without pull in phenomenon. In the structure, the stopper is used to avoid pull in phenomenon due to the electrostatic actuation. In the piezoelectric actuator section, the governing equations for the deflection due to piezoelectric actuation is extracted. Based on design, the resolution is about 0.15g. The pull in voltage of electrostatic comb drive actuator is 50 volt and maximum voltage tuning of piezoelectric actuator is 85 volt. To verify, the proposed structure is first calculated using matlab software and then simulated using intellisuite software.