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

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – الکترونیک

عنوان:

مطالعه و شبیه سازی شتاب سنج MEMS با حساسیت زیاد و نویز کوانتیزاسیون پایین

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

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده:
یک شتاب سنج وسیله ای می باشد که شتاب حرکت جسم جامد را اندازه گیری می کند. میکرو شتاب سنج ها برای عیان کردن نیروهای دینامیکی در یک سیستم مکانیکی در حال حرکت بکار می طریقه. این شتاب سنج ها به گونه وسیع در صنعت اتومبیل بهره گیری می شوند. مانند در موردها: سیستم توقف ماشین و سیستم ترمز ضد قفل برای راه اندازی کیسه هوا به مقصود امنیت راننده و مسافر و سایر کاربردهای دیگر.
انواع اصلی شتاب سنج ها به قرار زیر می باشد:
1) شتاب سنج پیزورزیستیو: اولین شتاب سنج با تکنولوژی میکرو ماشینی می باشد که توسط ریلانس و آنگل در سال 1979 در دانشگاه استنفورد ساخته گردید. مزیت این شتاب سنج ها این می باشد که در سیلیکون به آسانی ساخته می شوند و مدارات مرتبط آنها نسبتا ساده می باشد و سیگنال خروجی امپدانس پایین ایجاد می کنند. یک مانع جدی در بهره گیری از این سنسورها این می باشد که سیگنال خروجی وابستگی حرارتی شدیدی دارد و سیگنال خروجی نسبتا کوچک می باشد.
2) شتاب سنج های پیزوالکتریک: این شتاب سنج ها به گونه معمول از مواد پیزوالکتریک برای عیان کردن جرم حساسه بهره گیری می کنند. مزیت آنها این می باشد که این سنسورها پهنای باند وسیع دارند و مانع اساسی این می باشد که این نوع شتا ب سنج ها به سیگنال های شتاب فرکانس پایین و استاتیک پاسخ نمی دهند.
3) شتاب سنج های تونلی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از جریان تونلی که از یک نوک تیز به یک الکترود مستقر می باشد بهره گیری می گردد. این مکانیسم آشکارسازی جرم حساسه خیلی حساس می باشد. چندین شتاب سنج بر پایه این اصول گزارش شده می باشد اما هیچ افزاره تجارتی تاکنون ساخته نشده می باشد. مشکل اساسی دیگر در این نوع شتاب سنج ها دریفت طولانی مدت جریان تونلی می باشد و توسط میدان های الکتریکی بالا مواد از نوک برداشته می شوند.
4) شتاب سنج های خازنی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از خازنی که بین انگشت های متحرک (که به جرم متحرک متصل هستند) و انگشت های ثابت (که به قاب ثابت متصل هستند ) بهره گیری می گردد. در این پروژه از شتاب سنج خازنی بهره گیری می کنیم و محدوده پارامترهای مختلف برای یک ش تاب سنج خازنی با حساسیت زیاد و سطح نویز پایین را بدست می آوریم.
مقدمه:
ابزارهای اندازه گیری اینرسی که برپایه سامانه های میکرو الکترو مکانیکی هستند در دهه اخیر پیشرفت چشمگیری داشته اند. شتاب سنج ها و ژیروسکوپ های جدید تجاری ابزارهای اندازه گیری اینرسی را با ابعاد کوچکتر و قیمت کمتر نسبت به نوع غیر MEMS ارائه کرده اند. این سنسورها با قیمت کم و توان مصرفی پایین باعث ایجاد بازارهایی در زمینه خودروسازی و سایر زمینه های صنعتی و تجاری شده اند.
یکی از فاکتورهای بسیار مهم در شتاب سنج های برپایه سامانه ها ی میکرو الکترو مکانیکی فاکتور حساسیت می باشد برای رسیدن به حساسیت بالا نیازمند فرکانس طبیعی پایین هستیم و برای داشتن فرکانس طبیعی پایین بایستی ثابت فنر کوچک داشته باشیم. پس در فصل اول این پروژه می خواهیم ساختار مکانیکی را طوری طراحی کنیم که در نهایت به فرکانس طبیعی پایین دست یابیم.
داشتن حساسیت بالا باعث می گردد که جرم حساسه به ازای شتاب ورودی جابجایی زیادی داشته باشد پس واسط الکتریکی می تواند حتی برای ورودی های کوچک شتاب هم اشباع گردد. پس بایستی جابجایی جرم حساسه را توسط قرار دادن آن در حلقه فی دبک منفی کنترل کنیم. در فصل دوم این پروژه روابط حلقه فیدبک منفی را بدست خواهیم آورد و به مطالعه پایداری آن خواهیم پرداخت.
از آنجا که در شتاب سنج MEMS مورد نظر ما شتاب خروجی به صورت دیجیتال می باشد پس در حلقه فیدبک از یک کوانتایزر بهره گیری شده می باشد. به همین دلیل وجود نویز کوانتیزاسیون در سیگنال خروجی اجتناب ناپذیر می باشد. در فصل سوم به مطالعه راهکارهایی برای کاهش توان نویز کوانتیزاسیون و افزایش SNR و SNDR خواهیم پرداخت و نهایتا در انتهای همین فصل تاثیر پارامترهای سیستم را بر روی پاسخ پله سامانه مطالعه خواهیم نمود.
تعداد صفحه : 83
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد برق قدرت: کنترل برداری موتور القایی با استفاده از مبدل ماتریسی

***

—-

دسته‌ها: مهندسی برق