@article { author = {Rahaeifard, M.}, title = {Investigation of the effect of electrostatic actuation on the electromechanical ‎behavior of capacitive pressure microsensors ‎}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {9}, number = {2}, pages = {141-152}, year = {2019}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2019.8120.2845}, abstract = {In this study, electromechanical behavior of the micro scaled capacitive pressure sensors is investigated and ‌the effect of electrostatic actuation on the performance of the device is analyzed. The sensor is considered as ‌a circular microplate with an initial distance from a fixed substrate. Due to electrostatic load and external ‌pressure, the plate deflects and the capacitance of the device changes. The external pressure can be estimated ‌by measuring this change of capacitance. Hence, in this research, the relation between the capacitance and ‌external pressure is studied. To this goal, the equation governing static deflection of the microplate is derived ‌in polar coordinates. This equation is converted to an algebraic equation using Galerkin approach and then ‌solved utilizing an iterative method. Finally, the effects of external pressure and applied voltage on the ‌capacitance and sensitivity of the device are investigated and the convergence of the proposed iterative ‌algorithm is analyzed.‌}, keywords = {Pressure sensor,Microplate,Galerkin approach, Capacitance.‎}, title_fa = {بررسی اثر تحریک الکترواستاتیک بر رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگرهای فشار خازنی}, abstract_fa = {هدف از این پژوهش، بررسی رفتار الکترومکانیکی میکرو حسگر‌های فشار خازنی و بررسی اثر اعمال تحریک الکترواستاتیک بر عملکرد و ‌دقت این سیستم‌ها می‌باشد. حسگر به صورت یک صفحه دایرهای انعطاف پذیر در نظر گرفته ‌شده است که یک فاصله اولیه از یک صفحه ‌صلب دارد و بین آن دو خلاء است. در اثر فشار محیط ‌و همچنین اعمال ولتاژ بین دو صفحه، ورق انعطاف پذیر خیز برداشته و به پایه ثابت ‌نزدیک می‌‌گردد. با نزدیک شدن صفحه به پایه، ظرفیت خازنی بین آنها تغییر می‌کند که این تغییر وابسته به خیز ‌صفحه انعطاف پذیر و یا ‌به عبارتی وابسته به فشار محیط است. بنابراین در صورت معلوم بودن رابطه میان فشار و ظرفیت خازنی، می‌توان با اندازه گیری ظرفیت ‌خازنی فشار محیط را محاسبه نمود. ‌از این رو در کار حاضر، رابطه میان ظرفیت خازنی و فشار خارجی مطالعه گردیده است. در این راستا، ‌نخست معادله حاکم بر خیز میکرو ورق تحت بار الکترواستاتیک و همچنین فشار خارجی استخراج شده است. این معادله با استفاده از ‌روش گلرکین به یک معادله جبری تبدیل شده و با بکارگیری یک روش مبتنی بر تکرار حل شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای ‌مختلف مانند ولتاژ اعمالی و همچنین فشار محیط بر روی ظرفیت خازنی و حساسیت دستگاه مطالعه شده و همگرایی و دقت الگوریتم ‌مبتنی بر تکرار نیز بررسی شده است. ‌}, keywords_fa = {حسگر فشار,میکرو صفحه,روش گلرکین,ظرفیت خازنی.‏}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1554.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1554_2c6b6950b9dbef12cc607f1990c19e6f.pdf} }