A Simple Analytical Model for MEMS Cantilever Beam Piezoelectric Accelerometer and High Sensitivity Design for SHM (structural health monitoring) Applications

Bhaskaran Prathish Raaja; Rathnam Joseph Daniel; Koilmani Sumangala

doi:https://doi.org/10.4313/TEEM.2017.18.2.78

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저자정보: Bhaskaran Prathish Raaja (Annamalai University) Rathnam Joseph Daniel (Annamalai University) Koilmani Sumangala (Annamalai University)

저널정보: 한국전기전자재료학회 Transactions on Electrical and Electronic Materials Transactions on Electrical and Electronic Materials 제18권 제2호

발행연도: 2017.4

수록면: 78 - 88 (11page)

DOI: https://doi.org/10.4313/TEEM.2017.18.2.78

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Cantilever beam MEMS piezoelectric accelerometers are the simplest and most widely used accelerometerstructure. This paper discusses the design of a piezoelectric accelerometer exclusively for SHM applications. Whilesuch accelerometers need to operate at a lower frequency range, they also need to possess high sensitivity andlow noise floor. The availability of a simple model for deflection, charge, and voltage sensitivities will make theaccelerometer design procedure less cumbersome. However, a review of the open literature suggests that such amodel has not yet been proposed. In addition, previous works either depended on FEM analysis or only reported onthe fabrication and characterization of piezoelectric accelerometers. Hence, this paper presents, for the first time, asimple analytical model developed for the deflection, induced voltage, and charge sensitivity of a cantilever beampiezoelectric accelerometer.The model is then verified using FEM analysis for a range of different cases. Further,the model was validated by comparing the induced voltages of an accelerometer estimated using this model withexperimental voltages measured in the accelerometer after fabrication. Subsequently, the design of an accelerometeris demonstrated for SHM applications using the analytical model developed in this work. The designed accelerometerhas 60 mV/g voltage sensitivity and 2.4 pC/g charge sensitivity, which are relatively high values compared to those ofthe piezoresistive and capacitive accelerometers for SHM applications reported earlier.

#SHM (structural health monitoring) #Cantilever beam #MEMS #Piezoelectric accelerometer #Peak voltage #Charge sensitivity

참고문헌 (39)

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A. Sabato / 2016 / IEEE Sensors Journal 16:2942 Z. Herrasti / 2016 / Wireless sensor nodes for generic signal conditioning: Application to Structural Health Monitoring of wind turbines / Sensors and Actuators A: Physical 247:604~613

Jerome P. Lynch / 2003 / Design of Piezoresistive MEMS-Based Accelerometer for Integration with Wireless Sensing Unit for Structural Monitoring / Journal of Aerospace Engineering 16(3):108~114

E. Guzman / 2015 / Smart Mater. Struct. 24:055017

Zhiyuan Shen / 2016 / A miniaturized wireless accelerometer with micromachined piezoelectric sensing element / Sensors and Actuators A: Physical 241:113~119

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