十字型微谐振梁多场耦合非线性振动分析

摘要：

为了提高电容检测传感器的检测精度,提出了一种十字型微谐振梁.将其简化为多场耦合振动模型,在考虑分子力与电场力的情况下建立动力学方程.求得其非线性振动固有频率及其变化规律,分析了不同参数对位移响应的影响.利用微加工技术制作十字型微谐振梁,采用静电激励一电容检测方法对其测试.创新性地将激振端与拾振端采用隔离带分开,使输出的电压信号不掺杂激励信号,结果更加真实准确.使用Owen交流电桥进行检测.结果表明:谐振梁尺寸较小时,分子力对谐振梁非线性振动影响较大.在忽略与考虑分子力时,相对误差分别为4.706％与1.971％,考虑分子力时理论值更加贴近于实测值.十字型微谐振梁的品质因数为105.8,较传统一字梁,检测信号更为明显.

关键词：微机电系统(MEMS)、非线性振动、分子力、多场耦合、十字型谐振梁

所属期刊栏目：42

分类号：TH113.1

资助基金：河北省重点基础研究项目13961701D

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：308-317