مدل‎سازی و محاسبه‌ی ضریب کیفیت اتلاف تکیه‌گاه در مد ارتعاشی شناور تشدیدگر مستطیلی میکرومکانیکی با دو تیر نگهدارنده T شکل

Abstract

تشدیدگرهای میکرومکانیکی قطعات کوچکی هستند که در فرکانس‌های بالا ارتعاش می‏کنند. امروزه با پیشرفت‏های انجام شده در زمینه ساخت سیستم‏های میکروالکترومکانیکی، این تشدیدگرها در حسگرها، سیستم‏های ارتباطی بی‏سیم و ناوبری کاربرد گسترده‏ای یافته‏اند. مکانیزم‌های رایج اتلاف انرژی در تشدیدگرهای میکرومکانیکی شامل اتلاف هوا، اتلاف ترموالاستیک و اتلاف تکیه‌گاه می‏شوند. در این مقاله با توجه به غالب بودن مکانیزم اتلاف تکیه‏گاه در کاربردهای مهمی نظیر نوسان‏سازها، فیلترهای الکتریکی و ژیروسکوپ‌ها، رابطه ضریب کیفیت اتلاف تکیه‌گاه در مد ارتعاشی شناور تشدیدگر مستطیلی میکرومکانیکی با دو تیر نگهدارنده محاسبه و برای اعتبارسنجی از مطالعات آزمایشگاهی استفاده می‏شود. نتایج به‏دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی داشته و درستی مدل‏سازی انجام شده را نشان می‎دهد. همچنین این نتایج نشان می‌دهند که ضریب کیفیت اتلاف تکیه‌گاه با افزایش ضخامت زیرلایه افزایش می‌یابد. علاوه بر این، طرح جدیدی برای افزایش ضریب کیفیت اتلاف تکیه‏گاه در مد ارتعاشی شناور تشدیدگرهای مستطیلی میکرومکانیکی پیشنهاد می‏شود. برای این منظور، از تیرهای T شکل به جای تیرهای نگهدارنده معمولی استفاده شده و محاسبات انجام شده نشان می‏دهند که ضریب کیفیت تشدیدگر در فرکانس‏ تشدید یکسان در حدود 5/1 برابر افزایش می‏یابد.