مدلسازی رفتار سیستم میکروشتاب‌سنج خازنی شانه‌جانبی در محدودة 1g

Abstract

در این مقاله رفتار میکرو‌شتاب‌سنج خازنی شانه‌جانبی شامل اغتشاش سیستم، حساسیت و مدت زمان پاسخ‌دهی مدلسازی و بهینه‌سازی شده است. همچنین رفتار دینامیکی سیستم برای توابع ورودی شتاب شامل تابع ثابت، ضربه و پله شبیه‌سازی شده است. برای این منظور، ابتدا رفتار سیستم با استفاده از تابع ورودی ثابت شبیه‌سازی و نتایج حاصل با نتایج تجربی دیگر تحقیقات مقایسه و تأئید شده است. در ادامه، با مینیمم‌سازی اغتشاش کلی سیستم، فاصلة بهینه بین صفحات خازن به‌دست آمده است. همچنین حساسیت سیستم با محاسبة مقدار جرم محک با در نظر گرفتن ماکزیمم جابه‌جایی ممکن بین صفحات خازن به‌عنوان قید، به‌طوری‌که بین الکترودها برخوردی رخ ندهد، در حد ماکزیمم افزایش یافته است. طبق نتایج، برای عملکرد بهینة سیستم در مقایسه با نمونة موجود فاصلة بین صفحات خازن‌ها به‌میزان 90 درصد کاهش و طول و عرض جرم محک 41/5 درصد افزایش داده شد. بدین ترتیب، حساسیت سیستم تا دو برابر افزایش و مدت پاسخ زمانی سیستم نیز به‌میزان قابل توجهی کاهش یافته است. همچنین، نتایج به‌دست آمده از انتخاب توابع پله و ضربه برای شتاب ورودی نشان می‌دهند که نوع تابع عامل مؤثری در طراحی بر پایه مدل بوده و موجب تغییر مقادیر پارامترهای طراحی و عملکرد پیش‌بینی شده برای سیستم می‌گردد.