Modeling and Analysis of SiC Capacitive Pressure Sensors Based on FEA Postprocessing With Infinitesimal Approach

电容 有限元法 电容感应 电容器 压力(语言学) 软件 MATLAB语言 电子工程 变形(气象学) 计算机科学 材料科学 工程类 电气工程 结构工程 物理 复合材料 电压 量子力学 操作系统 语言学 哲学 程序设计语言 电极
作者
Chengyi Liu,Jiangfeng Du,Limei Rong,Qi Yu
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:22 (10): 9491-9499 被引量:3
标识
DOI:10.1109/jsen.2022.3164452
摘要

In the design and reliability analysis of SiC capacitive pressure sensors (CPSs), the complex and harsh working environment causes irregular deformation of the sensors, which makes it difficult to analyze the capacitance. In addition, when finite element analysis (FEA) software is used for research, multi-physics coupling can be complicated, and different software adopts distinct capacitance analysis processes or even lacks related modules. Through applying the idea of the infinitesimal approach, this paper proposes a model of capacitance calculation for CPSs based on FEA postprocessing, including two mesh processing methods of reflection and densification. First, a SiC sensor is modeled and simulated under environmental stress by using Ansys Workbench. Afterward, the deformation results of the faces and edges of the insulating layers in the capacitor are exported. Then, MATLAB is used for processing the deformation data. Lastly, the capacitance value of the sensor is calculated in accordance with the concept of parallel plate capacitor. The research shows that within the pressure range of 0.5-100 kPa, the error of capacitance values between the proposed model and the theoretical calculation is less than 20%, which reduces to about 7% after the theoretical deviation is corrected; the error between the proposed model and the experiment of the fabricated SiC sensor is 4.7%, and that of capacitance ratio is 3.5%. This calculation model is validated to be suitable for all finite element software for analyzing the performance of different kinds of CPSs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小狗说好运来完成签到 ,获得积分10
刚刚
CAM完成签到,获得积分10
刚刚
Hughie完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
iknj完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
5秒前
新手菜鸟发布了新的文献求助10
5秒前
河河完成签到,获得积分10
6秒前
万能图书馆应助wt采纳,获得10
6秒前
天天快乐应助CarryLJR采纳,获得10
8秒前
唐建川发布了新的文献求助10
9秒前
研友_VZG7GZ应助LiuHX采纳,获得10
11秒前
13秒前
wy发布了新的文献求助10
16秒前
沉静的紫文完成签到,获得积分10
19秒前
孤独蘑菇完成签到 ,获得积分10
20秒前
无极微光应助zl采纳,获得20
20秒前
jimmy完成签到,获得积分10
21秒前
Sesenta1发布了新的文献求助10
22秒前
Orange应助000采纳,获得10
22秒前
等风来1234发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
舒心的菀完成签到,获得积分10
26秒前
创不可贴完成签到,获得积分10
26秒前
爆米花应助爱笑的尔芙采纳,获得10
27秒前
木本发布了新的文献求助10
27秒前
麦克雷发布了新的文献求助10
28秒前
枣木完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
小马甲应助tony_9_chan采纳,获得10
30秒前
34秒前
yiwangwuqian完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
liss发布了新的文献求助10
38秒前
君宝关注了科研通微信公众号
38秒前
qiu完成签到 ,获得积分10
41秒前
sagitar应助automan采纳,获得20
41秒前
jevon发布了新的文献求助10
41秒前
42秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7292723
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8911672
关于积分的说明 18865574
捐赠科研通 6959732
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209678
关于科研通互助平台的介绍 2379181
邀请新用户注册赠送积分活动 2185628