新型电容式传感器的设计与优化

作者：史兆强; 李明

来源：传感器与微系统, 2023, 42(02): 105-108+113.

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

• 微电容式超声波换能器
• Simulink模型
• 动态系统

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。

• 单位
  河南工学院; 电子信息工程学院