من أجل تحسين قدرة تحميل الضغط المزدوج لمستشعر فرق الضغط، قامت هذه الورقة بتصميم عنصر حساس لفرق الضغط بهيكل غشاء بإزاحة شعاع جزر. يتكون هذا العنصر الحساس من هيكل غشاء سيليكون لشعاع جزر وطبقة زجاجية متماسكة. حيث يقلل هيكل الشعاع من تركيز الإجهاد، بينما يزيد هيكل الجزر من صلابة الهيكل؛ كما تم تصميم سطح الترابط للقاعدة الزجاجية مع أخاديد مربعة وثقوب دائرية، إذ أن الهيكل المزاح المتكون من الأخدود المربع لهيكل الغشاء السيليكوني والقاعدة الزجاجية يقلل من الإجهاد الأقصى بشكل أكبر. أولاً، تم تحليل توزيع الإجهاد، وإخراج العنصر الحساس بكامل المدى، والإجهاد الأقصى لمستشعر فرق الضغط السيليكوني عالي التحميل ثنائي الاتجاه باستخدام برنامج العناصر المحدودة. ثانياً، تم تحليل العلاقة بين أبعاد الهيكل وضغط الانفجار، واستخدم تحسين الأبعاد لحل أبعاد الهيكل عند ضغط الانفجار الأقصى. أخيراً، تم تصنيع عنصر حساس لفرق الضغط السيليكوني عالي التحميل ثنائي الاتجاه باستخدام تقنية MEMS. أظهرت نتائج اختبار الضغط أن ضغط الانفجار لمستشعر فرق الضغط السيليكوني عالي التحميل ثنائي الاتجاه المصنع هو 8.5 أضعاف المدى، وبالمقارنة مع عنصر مستشعر فرق الضغط ذو هيكل غشاء C التقليدي (ضغط انفجار 6.5 أضعاف المدى)، فقد زادت قدرة التحميل بنسبة 30.7٪. أثبتت النتائج التجريبية أن هيكل غشاء بإزاحة شعاع جزر يمكنه تحسين قدرة التحميل ثنائي الاتجاه لعنصر حساس فرق الضغط بشكل فعال.

MEMS;عنصر حساس لفرق الضغط;العناصر المحدودة;تحسين الأبعاد;قدرة التحميل