吸附微粒对微悬空桥传感器的影响

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.01.019

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (1): 108-112.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.01.019

吸附微粒对微悬空桥传感器的影响

马树军，王霄霄

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2018-11-09 修回日期:2018-11-09 出版日期:2020-01-15 发布日期:2020-02-01
通讯作者: 马树军
作者简介:马树军(1982-)，男，河北保定人，东北大学副教授.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51505076)；辽宁省自然科学基金资助项目(2015020105)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N180304016)；辽宁省高等学校创新团队项目(LT2014006).

Influence of Adsorbed Micro-particles on Micro-suspended Bridge Sensor

MA Shu-jun， WANG Xiao-xiao

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2018-11-09 Revised:2018-11-09 Online:2020-01-15 Published:2020-02-01
Contact: MA Shu-jun
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摘要/Abstract

摘要： 为了进一步提高传感器的检测精度，对不同位置处吸附微粒的纳米机械传感器的振动特性进行了系统的理论研究.以典型的微悬空桥结构为研究对象，考虑微粒自身质量影响，利用摄动法理论，得到了负载微悬空桥的精确模态振型和相应的谐振频率的表达式.通过该方法，可以很容易地确定吸附微粒的质量与微悬空桥的动态特性之间的关系.结果表明，具有较大质量的微粒对微悬空桥的性能影响较大，随着待测微粒质量的增加，微悬空桥的模态改变不容忽视.最后，通过有限元仿真验证了该结果的准确性.

关键词: 微粒, 微悬空桥, 质量误差, 模态, 摄动法

Abstract: In order to further improve the detection accuracy of the sensor， a systematic theoretical investigation on the vibration characteristics of a nanomechanical sensor with a micro-particle adsorbed at various positions was carried out. Taking the typical micro-suspended bridge structure as the research object， considering the influence of the particle’s own mass， and using the perturbation theory， the expression of the exact mode shape and the corresponding resonant frequency of the loaded micro-suspended bridge was obtained. By this method， the relationship between the mass of the adsorbed particles and the dynamic characteristics of the micro-suspended bridge can be easily determined. The results show that the particle with larger mass has a great influence on the performance of the micro-suspended bridge. With the increase of the mass of the particle to be tested， the change of the mode shape of the micro-suspended bridge cannot be ignored. Finally， the accuracy of the result was verified by finite element simulation.

Key words: micro-particle, micro-suspended bridge, mass error, mode shape, perturbation method

中图分类号:

TP206⁺.1

马树军，王霄霄. 吸附微粒对微悬空桥传感器的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(1): 108-112.

MA Shu-jun， WANG Xiao-xiao. Influence of Adsorbed Micro-particles on Micro-suspended Bridge Sensor[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(1): 108-112.

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吸附微粒对微悬空桥传感器的影响

Influence of Adsorbed Micro-particles on Micro-suspended Bridge Sensor

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