后屈曲式微力传感器的数值模拟设计与制造

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提出一种片上热驱动后屈曲式微力传感机制,用于微纳米尺度材料和结构的力学性能检测。该传感机构的感力机制是基于细长杆在受轴向压力超过临界载荷会发生横向失稳的特点,制造不同感力范围的后屈曲式微力传感器。本文通过有限元数值模拟,计算了所设计的后屈曲式微力传感器的测力范围与微力分辨率,并通过MEMS工艺制造出了片上热驱动微力传感器序列。通过对其感力性能检测,表明该结构能很好地满足微米及以下尺度材料和结构的力载荷感知,且测量范围从微牛量级到亚纳牛量级,微力分辨率能够达到数十皮牛量级。
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