2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文首先對電容式微機械超聲傳感器(CMUT)的發(fā)展進程及研究現(xiàn)狀進行了綜述,另外對 CMUT的設(shè)計方法進行了研究,結(jié)合等效電路對傳感器電學端和機械端的相關(guān)參數(shù)進行公式推導和理論分析。在采用犧牲層釋放加工方法的基礎(chǔ)上,分別構(gòu)建了兩類CMUT薄膜結(jié)構(gòu):圓形薄膜CMUT模型和矩形薄膜CMUT模型。通過對兩種結(jié)構(gòu)模型各項尺寸參數(shù)的研究,分析了結(jié)構(gòu)變化對性能的影響,得到滿足要求的結(jié)構(gòu)模型。我們主要基于影響CMUT性能的兩個參數(shù):崩潰電壓和共振頻率

2、進行分析。
  通過對圓形薄膜CMUT模型的分析得出了簡化模型尺寸參數(shù),包括CMUT模型的薄膜半徑、厚度、空腔間隙等參數(shù)的變化對結(jié)構(gòu)共振頻率以及崩潰電壓的影響,分析結(jié)果然后初步實現(xiàn)優(yōu)化模型的創(chuàng)建,為下一步的深入研究提供基礎(chǔ)。在分析采用犧牲層釋放法的基礎(chǔ)上,分別構(gòu)建了四種采用矩形振動薄膜的CMUT模型,并對四種模型進行了對比分析,得出了實際模型對分析結(jié)果的影響,包括 CMUT的薄膜的長、寬、長寬比、厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對結(jié)構(gòu)共振頻率

3、及崩潰電壓的影響。通過使用有限元仿真軟件ANSYS對結(jié)構(gòu)進行靜力學分析,模態(tài)分析,力電耦合場分析,得到了薄膜的共振頻率、薄膜結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計參數(shù)、崩潰電壓等一系列有價值的數(shù)據(jù),為以后超聲傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及加工測試提供了理論依據(jù)。
  另外,對 CMUT的頻帶寬度進行了研究。利用上述圓形薄膜結(jié)構(gòu)分析得到的優(yōu)化模型分析 CMUT的機電轉(zhuǎn)換比,薄膜的機械阻抗,薄膜電容值,薄膜的共振頻率以及電路輸入電阻的討論,分析傳感器帶寬及帶寬增益隨頻率

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