基于十字梁结构的石墨烯高压压力传感器设计

摘要

设计了一种基于十字梁结构的石墨烯高压压力传感器.传感器由硅基片和弹簧钢膜片组成,石墨烯布置于硅基片的十字梁根部处.通过COMSOL有限元软件进行力学仿真表明,对十字梁施加8μm固定位移,石墨烯的横向应变可达到0.46％;被测压力为400 MPa时,钢膜中心位移达到7.9μm,与十字梁所受应变最大值施加的固定位移8μm接近,同时膜片所承受最大应力为511 MPa,远未发生塑性变形.最后对结构进行模态分析,传感器一阶频率为223 kHz,满足设计要求.