ضخامت شکاف هوایی (μm)
۲
حداکثر جابجایی (μm)
۴/۰
رنج دینامیک (mmHg)
۵۰-۰
مساحت کلی دیافراگم
(μm 680 × μm 680)×۲
اندازه قطعه
mm2 ۶/۱×۶/۱
اندوکتانس (μH)
۲/۱
تغییرات ظرفیت خازنی در رنج ۰ تا mmHg 60 (pF)
۳۵/۲ تا ۲
حساسیت فشار (ppm/mmHg)
۱۵۵۳
گودال یک سنسور فشار بی‌سیم غیرفعال MEMS که در داخل چشم کاشته می‌شود پیشنهاد کرد تا فشار کره چشم بطور پیوسته مشاهده شود. در این تحقیق طراحی سنسور بر پایه روابط ریاضی صورت گرفته است. سنسور مورد استفاده در ابعاد mµ ۲۰۰۰ × mµ ۲۰۰۰ طراحی شده است و از مواد سیلیکون و شیشه (پیرکس) به ترتیب برای ساخت دیافراگم و بستر ویفراستفاده می‌شود (شکل ۲-۲۶ ).قطعه شامل یک خازن متغیر و یک سلف است. سلف از یک سیم پیچ مسطح از جنس طلا و خازن از یک الکترود ثابت طلا که درون سنسور قرار گرفته تشکیل شده است. دیافراگم در معرض فشار مایع چشم قرار می‌گیرد. سنسور فشار در واقع یک مدار رزونانس RLC ساده می‌باشد. فشار اعمالی به دیافراگم تغییر چند میکرونی در دیافراگم ایجاد کرده و ظرفیت خازن تغییر می‌کند. تغییر در ظرفیت خازن فرکانس رزونانس سنسور را تغییر می‌دهد. انتقال اطلاعات از طریق تزویج سلفی صورت می‌گیرد[۲].
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
شکل ۲-۲۶ شمایتک مقطع عرضی سنسور فشار خازنی
سیستم مانیتورینگ فشار داخل چشمی از سه مولفه تشکیل شده است: ۱) سنسور فشار بی‌سیم که درون چشم کاشته می‌شود (مدار ثانویه). ۲) واحد جمع آوری و پردازش اطلاعات (مدار اولیه).
۳) یک سیستم مرکزی برای ذخیره سازی اطلاعات.
مدار اولیه و ثانویه از طریق تزویج سلفی با یکدیگر ارتباط دارند. مدار اولیه یک سیگنال پریودیک تولید کرده و آن را به مدار ثانویه می فرستد. سنسور تحریک شده و پاسخ آن مجددا به مدار اولیه بر می‌گردد و مشخصه های مدار اولیه را تغییر می‌دهد. با اندازه‌گیری پاسخ فرکانسی سیگنال پریودیک مدار اولیه، اطلاعاتی درباره ظرفیت خازنی سنسور بدست می آوریم. مدار RLC معادل در شکل
۲-۲۷ نشان داده شده است.
این قسمت در چشم کاشته می‌شود این قسمت در بیرون چشم قرار می‌گیرد
شکل ۲-۲۷ مدار معادل بازخوانی مسافت سنج
بستر سنسور از یک ساختار محکم و سخت تشکیل شده در حالیکه سطح بالایی سنسور از یک دیافراگم قابل انعطاف تشکیل شده است. بستر و دیافراگم سنسور بصورت الکترواستاتیکی به یکدیگر متصل شده اند. بستر یا ویفر پایینی از ماده شیشه (پیرکس) تشکیل شده است. این ویفر مولفه های الکتریکی سنسور را در خود جای می‌دهد. این مولفه ها شامل سلف سیم پیچ مسطح و یک الکترود رسانا که در بستر شیشه لایه نشانی شده است می‌باشد. شکل ۲-۲۸ چیدمان ویفر شیشه را نشان می‌دهد. ویفر بالایی از جنس سیلیکون ۱۰۰ می‌باشد. این ویفر به شدت با ناخالصی بور دوپینگ شده و لایه نازک p++silicon را تشکیل می‌دهد. دوپینگ قوی ماده را رسانا می‌کند. لذا دیافراگم به همراه الکترود پایینی یک خازن متغیر تشکیل می‌دهد. فشار اعمال شده به دیافراگم، جابجایی چند میکرونی در آن ایجاد می‌کند. ظرفیت خازنی تابعی از سطح الکترود و فاصله بین الکترودهاست. حرکت دیافراگم موجب تغییر شکاف هوایی و در نتیجه تغییر ظرفیت خازنی می‌شود. لذا فرکانس رزونانس سنسور تغییر می‌کند.
شکل ۲-۲۸ چینش ویفر شیشه
سلف بصورت یک سیم پیچ مسطح از جنس طلا می‌باشد. برای ایجاد تقارن، سیم پیچ بصورت مربعی طراحی می‌شود. عموما سلف های مسطح ضریب کیفیت (توانایی برای جذب یا انتشار انرژی) پایینی دارند. اما مقدار اندوکتانس آنها در رنج وسیعی قابل تعریف است. ساختار دیافراگم بصورت مربعی و ماده دیافراگم از جنس p++si با استرس MPa 40 انتخاب شده است[۲۷]. این سنسور برای رنج ۰ تا mmHg 60 طراحی شده است. با اعمال بیشترین فشار، دیافراگم μm 5/0 جابجا می‌شود. جدول ۲-۲ مشخصات سنسور فشار خازنی را نشان می‌دهد.
جدول ۲-۲مشخصات سنسور فشار خازنی
