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一种基于多铁压电纳米纤维压力传感器设计
94 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2014年 第33卷 第9期
DOI：10．13873／J．i000-9787(2014)09-0094--03
一 种基于多铁压 电纳米纤维压力传感器设计
汪海涛，谭晓兰，李佳玮
(北方工业大学 机电工程学院。北京 100144)
摘 要：设计了一种基于静电纺丝技术制备的多铁压电纳米纤维微压力传感器结构，对其工作原理做出
了理论分析。近似平行排列的纳米纤维沉积NY-指电极上，电极材料生长于硅基底方形弹性膜片上表面，
用小挠度理论设计计算了方膜结构，并对固支结构的纤维进行了力学分析。由纤维压电效应计算出传感
器输出电压 ，并对传感器的结构尺寸进行比较分析，以提高传感器输出电压。
关键词：微压力传感器 ；静电纺丝；多铁压电纳米纤维；弹性膜片
中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2014)09-0094-03
Design0fakind0fpressuresensorbased0nmultiferroic
● 1 』 ● 1
DleZ0eleCtrlC nan0-IlDer
WANG Hal—tao，TANXiao—lan，LIJia—wei
(CollegeofElectromeehanicalEngineering，NorthChinaUniversityofTeclmology，
Beijing100144，China)
Abstract；Design structure ofamicro pressuresensorbased on multiferroiepiezoelectrichanofiberwith
electrospinningtechnology，andtheoreticalanalysisofworkingprincipleiscarriedout．Thenano—fiberapproximate
arrangedinparallelisdeposittedtointerdigitalelectrode．Electrodematerialgrowsonsquareelasticdiaphragmof
siliconsubstratesurface，thesquareelasticdiagram isdesignedandcalculatedbytheoryoflittledeflection，then
mechanicalanalysisiscarriedoutonfixedsturcturenano—fiber．Outputvoltageofsensorcanbecalculatedbyfiber
piezoelectriceffect，comparative~nalysison sturcturesizeofsensoriscarriedout，toimproveoutputvoltageof
sensot．
Keywords：micropressuresensor；electrospinning；muhiferroicpiezoelectricnano—fiber；elasticdiaphragm
0 引 言 体、叉指电极、多铁纳米纤维。首先在硅片背面溅射铝并运
压电式压力传感器是 MEMS(micro—electro—mechanical 用MEMS工艺刻蚀硅使之形成空腔硅杯，然后在硅杯上表
system)器件中应用广泛的一类，其敏感材料多为块体和薄 面生长镍酸镧。(LaNIO。，
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