基于镜像异质三周期光子晶体介观压光效应的加速度传感器.pdf

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1、第26卷第8期传感技术学报V0l_26No．82013年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2013AccelerationSensorBasedonMesopiezophotonicEfectofMirrorStructureTriply-PeriodicPhotonicCrystalFENGRuiting，，LIJunyang，，WENTingdun，，，XULiping，LIQianli(1．Departmentofphysics，NorthUniversi

2、tyofChina，Taiyuan030051，China；2．TheCenterofMicro／NanoTechnology，NorthUniversityofChina，Taiyaan030051，China；3．NationalKeyLabforElectronicMeasurementTechnology，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Thispaperemploysmesoscopiccalendereffectofmirro

3、rHeterotrimerperiodicphotoniccrystaltodesignanewtypeofhigh—sensitivityaccelerationsensoranditreplacesthepressure—sensitiveresistivefilmoftraditionalpie—zoresistiveaccelerationsensor．Thisaccelerationsensorusesfour—terminalfixedbeamstructureandeffectivelyelim

4、inatestheof-axiseffects．Futheritalsohasgoodstabilityandthemeasurableaccelerationrangeis0～137gatroomtemperature．StaticanalysisandmodalanalysisaretestedbyANSYSsoftwareforthedesignofphotoniccrystalaccelerationsensor．Itcanbeseenthatthesensorhasamaximumvalueofst

5、rainintherootofthecantileverandthefirstmodalfrequencyisdifferentfromotherthreemodalfrequencies．thusitcaneffectivelyreducethecross．coupling．Thephotoniccrystalisplacedintherootofthecantilevertohaveamaximumsensitivityofthesensor．Theaccelerometerhasagreatadvant

6、agetoapplytotheaerospaceandmilitaryfields．Keywords：photoniccrystals；mesoscopiccalender；accelerationsensor；finiteelementsimulationEEACC：11440；11464doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．08．008基于镜像异质三周期光子晶体介观压光效应的加速度传感器米冯瑞婷，李俊漾，温廷敦¨，许丽萍，李乾利，(1．中北大学理学院物理系，太原030051；

7、2．中北大学微米纳米技术研究中心，太原0300513．中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原030051)摘要：利用镜像异质三周期光子晶体的介观压光效应，用其来代替传统压阻式加速度传感器中的压敏电阻膜，设计出一种新型的高灵敏度加速度传感器。该加速度传感器采用四端固定梁结构，有效地消除了偏轴效应，具有很好的稳定性，在室温下其可测量的加速度范围为0—137g。利用ANSYS软件对所设计的光子晶体加速度传感器进行静态分析和模态分析。可以看出在悬臂梁根部具有最大的应变值，而且第一模态频率与其他模态频率相差较大，可以

8、有效降低交叉耦合。将光子晶体置于悬臂梁根部具有最大的感应灵敏度。这种加速度计具有很大的优势运用到以后的航天，军事等领域。关键词：光子晶体；介观压光；加速度传感器；有限元模拟中图分类号：0437文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)08—1073—05加速度传感器是一种非常重要的测量加速力的期性排列介电常数的非均匀人工电磁介质材料j。电子设备，主要用于了解物体在运动过程中的运动近年来，