微气隙结构静电超声传感器的理论模型

微气隙结构(微米到纳米级)静电(或电容)超声传感器在气载超声发生和检测领域占据着愈来愈显著的位置,它们广泛应用于机器人、自动测距、无损检测、生物扫描、声成像和声显微等领域。这种传感器通常用微加工技术制作,与微电子电路整合在一起构成微机电系统(MEMS),近10年取得很大进展。因此,搞清它的传感机制,建立可靠的先验理论模型,实现优化设计已成为当前研究的前沿和热点。近年先后提出了“亥姆赫兹(或质量弹簧)振子模型”、“张力板模型”。本文在前阶段工作的基础上,提出一个新的“空气弹簧支撑的板模型”。在这个模型中,一个静电传感器被看作空气弹簧支撑的板,换言之,它的膜片被看作是置于气垫上的一个薄板,并进一步应用它对v形槽背板传感器的行为进行建模,获得了准确的预测结果。