طراحی و شبیه سازی حسگر نیروی دو حالته کوارتزی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 13، دوره 52، شماره 5، مرداد 1399، صفحه 1273-1284 اصل مقاله (2.16 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2019.14857.5960 | ||
| نویسنده | ||
| محمد مصطفی محمدی* | ||
| گروه مهندسی مکانیک/دانشکده فنی/ دانشگاه زنجان | ||
| چکیده | ||
| کریستال کوارتز مادهای پیزوالکتریک است و با اعمال ولتاژ متناوب، میتوان در آن ارتعاش مکانیکی ایجاد کرد. فرکانس طبیعی این ارتعاش با اعمال تنش و تغییر دمای کریستال تغییر میکند. به همین علت از این کریستال در ساخت انواع نیروسنجها و حسگرهای دمایی استفاده میشود. در این مقاله یک حسگر نیروی دیجیتال بر اساس اثر نیرو-فرکانس در کریستال کوارتز با برش آ.تی طراحی و شبیهسازی شده است. این حسگر در دو مود کاری قابل فعالسازی است. در مود اول، حساسیت حسگر نسبت به نیرو بیشینه است. در مود دوم خطای دمایی حسگر کاهش مییابد. خروجی حسگر با ترکیب روش المان محدود و مدلسازی ریاضی بدست آمده است. جهت ارزیابی مدل از مطالعات تجربی پیشین درباره ضریب نیرو فرکانس استفاده شده است. همچنین اثر زوایا و طول لبه تکیهگاههای اعمال نیرو بر خطای دمایی حسگر و حساسیت آن در مودهای کاری بررسی شده است. خروجی حسگر در بازه دمایی صفر الی صد درجه سانتیگراد بدست آمده است. حسگر دو حالته طراحی شده، امکان افزایش تفکیک پذیری و دقت اندازهگیری را در دمای اتاق و کاهش خطای اندازهگیری در دماهای غیر دمای اتاق را میدهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| حسگر نیروی دو حالته؛ کوارتز؛ اثر نیرو فرکانس؛ خطای دمایی؛ حساسیت: مدل سازی پاسخ | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 886 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,074 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 455 |
| تعداد مقالات | 5,771 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,375,059 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,933,326 |