新型电容式传感器的设计与优化

史兆强; 李明

doi:10.13873/J.1000-9787(2023)02-0105-04

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新型电容式传感器的设计与优化

设计与制造 | 更新时间：2025-09-11

- 新型电容式传感器的设计与优化
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- 传感器与微系统 2023年第2期页码：105-108+113
- 作者机构：
  
  河南工学院电子信息工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上资助项目(51623698)
- DOI：10.13873/J.1000-9787(2023)02-0105-04
  中图分类号： TP212
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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史兆强, 李明. 新型电容式传感器的设计与优化[J]. 传感器与微系统, 2023,(2):105-108+113.
史兆强, 李明. 新型电容式传感器的设计与优化[J]. 传感器与微系统, 2023,(2):105-108+113. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2023)02-0105-04.

DOI：

摘要

首先，基于微电容式超声波换能器(CMUT)建模理论，依据CMUT的电学特性和机械特性，构建了等效电路模型和平行板电容模型；然后，给出了CMUT薄膜的振动位移、固有频率、塌陷电压以及转换系数等关键的特性参量表达式，完善了CMUT理论体系，确定了结构尺寸；最后，针对CMUT设计主要用到的Ansys有限元仿真分析方法存在的操作复杂、运算时间长等问题，提出了一种利用Simulink状态模型对CMUT特性的动态仿真分析的方法。通过对CMUT发射/接收动态系统模型的建立，实现了其性能的仿真与分析，为后续实际应用提供了重要的理论指导，同时该动态系统模型为CMUT设计提供了一种简单、高效的方法，提高了CMUT结构设计与分析的效率。

Abstract

关键词

Keywords

references

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