【摘 要】
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阐述了一种利用阳极键合技术加工的光纤法布里-珀罗MEMS压力传感器的工作原理,建立了考虑阳极键合产生的热应力作用下边界固支的圆膜受外加压力的薄膜形变量公式。利用有限元
【机 构】
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南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室,
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阐述了一种利用阳极键合技术加工的光纤法布里-珀罗MEMS压力传感器的工作原理,建立了考虑阳极键合产生的热应力作用下边界固支的圆膜受外加压力的薄膜形变量公式。利用有限元分析软件ANSYS对与玻璃环键合后实际结构中的膜片在压力作用下的挠度变化进行模拟,采用麦夸特(Levenberg-Marquardt)算法对模拟结果进行拟合修正,曲线拟合度达99.99%,得到了键合后实际结构中硅膜在外加压力作用下的形变量拟合公式。修正公式的曲线与实际ANSYS模拟所得数据拟合曲线的误差小于0.01%。该研究对膜片型光纤压力传感器的结构参数设计和广泛应用具有重要的理论指导意义。
A working principle of an optical fiber Fabry-Perot MEMS pressure sensor fabricated by anodic bonding technology is described. A thin film deformation of the circular membrane subjected to external pressure under the thermal stress generated by the anodic bonding is established formula. The finite element analysis software ANSYS was used to simulate the deflection of the diaphragm in the actual structure after being bonded with the glass ring under pressure. The Levenberg-Marquardt algorithm was used to fit the simulation results and the curve fitting Degree up to 99.99%, the fitting formula of the deformation of the silicon film under the applied pressure in the actual structure after bonding is obtained. The error between the fitting curve of the correction formula and that of the actual ANSYS simulation is less than 0.01%. The research has important theoretical significance for the design and application of the structural parameters of the patch type optical fiber pressure sensor.
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