متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

با عنوان : طراحی و شبیه سازی شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه ارومیه

دانشکده فنی مهندسی

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

گروه مهندسی برق

طراحی و شبیه سازي شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادي

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

هدف از انجام این پایان نامه طراحی و شبیه سازي یک شتاب سنج خازنی میکروماشینی با دو درجه آزادي میباشد. کاربرد شتاب سنج طراحی شده در صنایع اتومبیل سازي می باشد. با ارائه دو ایده جدید براي از بین بردن تداخل محورها (cross axis sensitivity)، شتاب در دو جهت افقی و عمودي اندازه گیري میشود، همچنین در حالتی که شتاب همزمان در دو جهت عمودي و افقی به سیستم اعمال شود شتاب اعمال میشود، شتاب اعمالی در هر جهت به صورت جداگانه و بدون خطا اندازه گیري میشود. نوآوري ارائه شده در این پایان نامه استفاده از یک جرم متحرك براي اندازه گیري شتاب در دو جهت عمودي و افقی می باشد. در ساختار اول محدوده شتاب قابل اندازه گیري در جهت افقی 66g± و در جهت عمودي 30g± می باشد و در ساختار دوم محدوده شتاب قابل اندازه گیري در جهت افقی 65g± و در جهت عمودی 27g± می باشد. اندازه ساختار اول 1.16μm2 و اندازه ساختار دوم 1.5μm2 می باشد. در پروسه ساخت هر دو ساختار پیشنهادي از میکروماشین کاري سطحی استفاده شده است. نویز مکانیکی در روش ارائه شده Hz/0.35μg و در روش دوم Hz/0.31μg می باشد. براي طراحی و شبیه سازي شتاب سنج از نرم افزار Intellisuite استفاده شده است.

یکی از دو روش ارائه شده براي رفع مشکل تداخل محورها به دلیل ساده بودن پروسه ساخت آن در مرکز میکروماشین ارومیه در حال ساخت میباشد و بیش از 80 درصد ساخت سنسور به اتمام رسیده است.

فصل اول: مقدمه اي بر تکنولوژي میکروماشین

1-1- مقدمه

در این فصل مقدمه اي بر تکنولوژي میکروماشین، تاریخچه ، روشها و پروسه هاي رایج در این صنعت و بازار فروش قطعات و سیستم هاي ساخته شده با این تکنولوژي تحت عنوان (Micro Electro Mechanical System (MEMS توضیح داده می شود.

1-2-1- سیستمهاي میکرو الکترو مکانیکی (MEMS)

MEMS مخفف Micro Electro Mechanical System و ریشه آمریکایی دارد. در اروپا به (MST(Micro System Technology و در ژاپن به Micro Mechanic معروف است. معادل فارسی آن سیستم هاي میکروالکترومکانیکی میباشد. سیستم هاي الکتریکی فقط با سیگنال  هاي الکتریکی سرو کار دارند، اگر این سیستمها کار مکانیکی هم انجام دهند سیستم الکترومکانیکی نامیده میشوند. حال اگر ابعاد آن به محدوده میکرومتر برسد سیستم هاي میکرو الکترومکانیکی خوانده میشوند.

سیستم های MEMS حاصل تلفیق اجزاي مکانیکی، حس کننده ها، محرکها و قطعات الکترونیکی بر روي یک لایه سیلیکون میباشد. مدارات مجتمع را می توان مغز متفکر سیستم در نظر گرفت و MEMS با اضافه کردن چشم و بازو این قدرت تفکر را توسعه می دهد تا میکروسیستم ها بتوانند محیط اطرافشان را حس و کنترل نمایند، این حسگرها اطلاعات مکانیکی، گرمایی، مغناطیسی، نوري و … را از محیط جمع آوري کرده و مدار مجتمع پس از دریافت اطلاعات از حسگر دستوراتی همچون جابجایی، فیلتر کردن و… را جهت کنترل فرآیند صادر میکند.

MEMS به عنوان یکی از تکنولوژي هاي برتر قرن 21 به شمار می رود که پتانسیل لازم براي متحول ساختن تولیدات مصرفی و صنعتی را دارد. اگر microfabrication نیمه هادی ها را به عنوان اولین انقلاب در تولیدات میکرو در نظر بگیریم، بدون شک MEMS دومین انقلاب در این زمینه است.

یک قطعه MEMS شامل قسمت هاي زیر است:

1- سنسور که اطلاعات را از دنیاي بیرون دریافت و به سیگنال هاي الکتریکی تبدیل می کند.

2- مدار ااکتریکی که این سیگنال ورودي را پردازش می کند.

3- راه انداز (actuator) که به سیستم مکانیکی دستور می دهد چه کاري انجام دهد.

قطعات الکترونیکی با استفاده از تکنولوژي ساخت مدارات مجتمع ساخته می شوند و عناصر میکروماشین شده با استفاده از فرآیندهاي micromachining ساخته می شوند، MEMS با ترکیب این دو تکنولوژي امکان ایجاد یک سیستم کامل را روي یک تراشه فراهم ساخته است و فضاي طراحی و کاربرد را بسط داده است.

مزایاي سنسورهاي MEMS نسبت به سنسورهاي مکانیکی عبارتند از:

1- سایز کوچکتر 2- ارزان تر 3- دقیق تر 4- قابل اعتمادتر 5- یکپارچه سازي قسمت حسگر و پردازشگر.

بعنوان یک نمونه می توان به شتاب سنج هاي مکانیکی استفاده شده در صنعت خودروسازي اشاره کرد، در روش مکانیکی از چندین شتاب سنج حجیم که شامل اجزاي مختلف هستند در قسمت جلویی خودرو استفاده می شود ولی قسمت هاي الکترونیکی در نزدیکی کیسه هوا قرار دارند وقیمت مجموعه بالغ بر 600 دلار می باشد، با استفاده از تکنولوژی MEMS شتاب سنج و قسمت الکترونیکی با هزینه کمتر از 5 دلار بر روي یک تراشه سیلیکونی تلفیق شده است.

2-2-1- کاربرد و زیر شاخه هاي MEMS

MEMS شامل زیر شاخه هاي زیر می باشد:

1- mechanical MEMS و 2- thermal MEMS و 3- (MOEMS ( micro opto electrmechanical system و 4- magnetic MEMS و 5- RF MEMS و 6- micro fluidic MEMS و 7- Bio MEMS و 8- chemo MEMS.

محدوده عملکرد MEMS در مقایسه با مدارات مجتمع بسیار وسیع تر می باشد، در MEMS علاوه بر متخصصان برق رشته هایی همچون مهندسی شیمی، مهندسی پزشکی، مهندسی مکانیک، فیزیک و شیمی مشغول فعالیت می باشند. سنسورهاي MEMS در صنایع مختلفی از جمله: صنایع هواپیما سازي، اتومبیل سازي، شیمیایی، اتوماسیون، دفاعی و نظامی، محیط زیست، مخابرات، بهداشتی و پزشکی، قطعات کامپیوتري(هارد دیسک و پرینتر) کاربرد دارند.

چند نمونه از سنسورهاي پرکاربرد MEMS در صنعت عبارتند از:

سنسور فشار: در صنعت خودروسازي براي اندازه گیري فشار روغن، فشار خلا، فشار تزریق سوخت، فشار انتقال سیال، فشار سیستم ABS، فشار تایر و فشار کیسه هوا بکار می رود.

شتاب سنج: در کیسه هوا و کمربند ایمنی اتومبیل و صنایع نظامی بکار می رود.

سنسور دما: براي نمایش دماي روغن و هوا در اتومبیل.

ژیروسکوپ: در صنایع موشک سازي و هواپیماسازي کاربرد دارد.

تعداد صفحه : 110

قیمت : شش هزار تومان

 

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :       ———- (فقط پيامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********** *********

دسته بندی : مهندسی برق