Thiết Kế Hệ Thống Cảm Biến Dựa Trên Nguyên Lý Kiểu Tụ

• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Đức Thịnh
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Cảm Biến Dựa Trên Nguyên Lý Kiểu Tụ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm cơ bản
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CẢM BIẾN ĐIỆN DỤNG
• 2.1. Khái niệm về điện dung
• 2.2. Tụ điện
• 3. CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN ÁP ĐIỆN TRỞ
• 3.1. Giới thiệu chung về áp điện trở
• 3.2. Ứng dụng của hiệu ứng áp điện trở trong MEMS
• 3.3. Thiết kế cảm biến áp điện trở giám sát với phun
• 4. CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG CẢM BIẾN DÒNG CHẢY DỰA TRÊN NGUYÊN LÝ KIỂU TỤ
• 4.1. Mô hình điện của cảm biến điện dung thiết kế
• 4.2. Hệ thống đo lượng l0k-iп cho cảm biến kiểu tụ
• 4.3. Thiết kế cảm biến kiểu tụ trong MEMS
• 4.4. Đánh giá cảm biến kiểu tụ điện thiết kế với đầu vòi phun máy in
• 4.5. Thiết kế cảm biến điện dung cho ứng dụng đo khí thải lớn hơn
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Hệ Thống Cảm Biến Kiểu Tụ Điện Dung

Hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) là tập hợp các vi cảm biến và cơ cấu chấp hành có khả năng cảm nhận môi trường xung quanh và đáp ứng với những thay đổi trong môi trường đó với việc sử dụng một vi mạch điều khiển. Một thiết bị MEMS thông thường là một hệ thống vi cơ tích hợp trên một chip với những cơ cấu chấp hành và cảm biến mong muốn. Hệ thống này cũng có thể cần vi nguồn cung cấp, vi rơle và đơn vị xử lý tín hiệu nhỏ. Công nghệ vi cơ đã và đang tiến xa hơn nhiều so với nguồn gốc của nó là công nghệ bán dẫn. Với ưu thế, có thể tạo ra những cấu trúc cơ học nhỏ bé tinh tế và nhạy cảm đặc thù, công nghệ vi cơ hiện nay đã cho phép tạo ra những bộ cảm biến và cơ cấu chấp hành được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. Thiết bị MEMS đã được đề xuất và chứng minh sự hữu dụng trong các lĩnh vực khác nhau như vi lỏng, hàng không vũ trụ, y sinh học, phân tích hóa học, truyền thông, lưu trữ dữ liệu, hiển thị và quang học,…v. Các bộ cảm biến siêu nhỏ và rất tiện ích này đã thay thế cho các thiết bị đo cũ kỹ trước đây. Song công nghệ MEMS mới đang ở giai đoạn đầu của nó và cần rất nhiều những nghiên cứu cơ bản và chuyên sâu.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Ứng Dụng Của Cảm Biến Điện Dung

Ngày nay, vi gia công ngày càng phát triển và được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực vi lỏng. Việc sử dụng nó trong lĩnh vực này trở nên quan trọng hơn khi người ta cố gắng để tạo ra một hệ thống thể lỏng hoàn chỉnh trong định dạng thu nhỏ. Một loạt các thiết bị và hệ thống có thể được tìm thấy trong những cuốn sách công nghệ vi lỏng và ứng dụng [1], hay một số bài báo tổng quan khác nhau đã được công bố [2-7]. Các thiết bị vi lỏng đầu tiên và rõ ràng nhất là tích hợp một cảm biến dòng chảy vào một vi bơm hay van hình thành nên hệ thống định lượng hay bộ điều khiển lưu lượng dòng chảy [8]. Ví dụ hai hệ thống vi lỏng được mô tả trong Hình 1. Ví dụ, một hệ thống vi lỏng sử dụng hai máy bơm, hai cảm biến lưu lượng và một máy trộn được thể hiện trong Hình 1.2 - Vi hệ thống phản ứng hóa học thực hiện trên bảng mạch vi lỏng (Kích thước của hệ thống là 3×3,5×0,3cm3) [10]

1.2. Tổng Quan Về Cấu Trúc Của Cảm Biến Điện Dung

Cảm biến dòng chảy thường được sử dụng trong các kết nối vi lỏng và được tạo ngay bên trong các vi kênh làm ảnh hưởng tới hiệu suất của cảm biến cũng như vi kênh. Do đó việc nghiên cứu tạo ra các loại cảm biến đơn giản khi gia công, cảm nhận được các thông số và độ nhạy đảm bảo yêu cầu cho các kênh vi lỏng là vấn đề quan trọng quyết định sự phát triển, thành công trong lĩnh vực này. Trong y tế, việc tạo ra các giọt máu có kích thước và tốc độ phun phù hợp rất quan trọng trong việc lọc máu. Các giọt máu có lẫn chất thải được đưa vào buồng phóng, các hồng cầu lần lượt được bắt vào một tấm lưới có mắt lưới nhỏ đến mức chỉ có hồng cầu lọt qua còn các hạt chất thải ở lại do kích thước lớn hơn. Đối với các hạt chất thải nhỏ hơn hồng cầu được đưa vào tiến trình xử lí tiếp theo bằng hóa chất.

II. Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm Biến Điện Dung Hướng Dẫn Chi Tiết

Điện dung là khái niệm được đưa ra bởi Maxwell vào năm 1873 [14]. Tụ điện là phần tử điện được sử dụng phổ biến trong các bảng mạch điện tử hay các thiết bị điện tử. Nếu có các cách cấu hình để tạo ra một số bất kỳ các điện cực (Hình 2. Khi đó điện dung giữa hai điện cực (i và j) được đưa ra [15]: Qij cij = Vi −V j (2.1) Trong đó cij là điện dung giữa hai điện cực i và j; Qij là điện tích trên điện cực i (và trái dấu với điện tích trên điện cực j) gây ra bởi hiệu điện thế Vi - Vj (Vi, Vj là điện thế tương ứng trên điện cực i, j). Điện thế của các điện cực còn lại có bằng 0 (Điện thế đất) nhưng nó vẫn làm ảnh hưởng đến điện dung giữa điện cực i và j.

2.1. Khái Niệm Về Điện Dung Và Cấu Tạo Của Cảm Biến

Khi chỉ quan tâm đến điện dung giữa hai điện cực, sự xuất hiện của một điện cực khác là một thành phần không mong muốn. Để khắc phục điều này, cần phân biệt tụ điện hai cực, tụ điện nhiều cực và các phép đo của chúng. Với tụ điện hai cực (Hình 2.2a), các điện cực không xác định làm ảnh hưởng đến điện dung của tụ không đáng kể hoặc có thể chấp nhận được. Để giảm ảnh hưởng của chúng, một điện cực chính sẽ bao quanh điện cực còn lại, khi đó điện dung giữa hai điện cực là độc lập với vị trí của tất cả các điện cực khác, ngoại trừ nó trong vùng lân cận của các điện cực.

2.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Điện Dung Của Cảm Biến

2ь), cx là điện dung trực tiếp giữa hai điện cực hoạt động (điện dung quan tâm). Khi trường bảo vệ được sử dụng, điện dung này là độc lập với vị trí của tất cả các điện cực khác ngoại trừ trong vùng bảo vệ. Trong trường hợp chỉ có hai điện cực, điện dung phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, khoảng cách và điện môi của môi trường giữa hai điện cực. Khi các tham số đó xác định, điện dung giữa hai điện cực có thể tính toán được. Tuy nhiên, việc phân tích, tính toán chỉ thích hợp với cấu trúc đơn giản. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được sử dụng để tìm một giải pháp xấp xỉ cho các cấu trúc phức tạp hơn.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mạch Điện Cho Cảm Biến Điện Dung

Cấu trúc đơn giản nhất của một cảm biến điện dung là hai tấm phẳng song song với điện tích đối diện nhau A và khoảng cách giữa hai bản tụ d (Hình 2.3 - Một tụ điện phẳng, các tấm điện cực song song Khi d nhỏ hơn nhiều so với kích thước điện cực, giá trị điện dung có thể là: xấp xỉ A ε = εrε0 (2.2) d Trong đó ε0 là hằng số điện môi của chân không (ε0 = 8,85 × 10-12 F/m) và εr là hằng số điện môi tương đối của điện môi giữa hai điện cực.2) chỉ có giá trị với điều kiện xác định. Tuy nhiên, có nhiều loại tụ điện khác nhau, giá trị điện dung tăng lên cùng sự gia tăng khu vực tác động A hay 10 điện môi của môi trường giữa các điện cực và giảm cùng với tác động của khoảng cách d.

3.1. Các Loại Cảm Biến Điện Dung Phổ Biến Hiện Nay

Từ đó, có phân biệt ba loại cảm biến điện dung: • Các cảm biến điện dung với các giá trị A và d cố định, đối tượng đo là sự thay đổi thuộc tính điện môi (Kiểu ε). • Các cảm biến điện dung với các giá trị A và ε cố định, đối tượng đo là sự thay đổi khoảng cách (Kiểu D). • Các cảm biến điện dung với các giá trị d và ε cố định, đối tượng đo là sự thay đổi khu vực tác động (Kiểu A).

3.2. Ưu Nhược Điểm Của Từng Loại Cảm Biến Điện Dung

Hằng số điện môi tương đối có thể phụ thuộc nhiệt độ, không đồng nhất hoặc dị hướng với một số vật liệu, do đó độ chính xác của cảm biến Kiểu ε bị hạn chế. Các cảm biến điện dung Kiểu D rất hiệu quả đối với những phép đo khoảng cách ngắn. Tuy nhiên, độ nhạy giảm đáng kể khi khoảng cách tăng lên. Ngược lại, Kiểu A có thể được sử dụng trong phạm vi đo lường rất lớn. Độ chính xác của cảm biến điện dung phụ thuộc lớn vào độ chính xác của việc chế tạo như độ phẳng của bề mặt điện cực, độ nghiêng, cạnh sườn, biến dạng và khoảng cách giữa các điện cực.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Của Cảm Biến Điện Dung Trong Công Nghiệp

Các cảm biến điện dung Kiểu ε có thể được sử dụng để xác định đặc trưng của vật liệu (chất điện môi) hoặc là vị trí mặt phân cách giữa các kiểu chất lỏng khác nhau như như nước và chất rắn, nước và khí, hay hai chất lỏng như nước và dầu. Ví dụ như cảm biến độ ẩm điện dung và đồng hồ đo mức chất lỏng.4- Một cảm biến mức điện dung của 0mega (0mega engineering, INC, Stamford, CT06907 USA,) Đầu dò có thể cứng hoặc mềm và thường được sử dụng...

4.1. Ứng Dụng Cảm Biến Điện Dung Đo Mức Chất Lỏng

Ví dụ như cảm biến độ ẩm điện dung và đồng hồ đo mức chất lỏng.4- Một cảm biến mức điện dung của 0mega (0mega engineering, INC, Stamford, CT06907 USA,) Đầu dò có thể cứng hoặc mềm và thường được sử dụng...

4.2. Ứng Dụng Cảm Biến Điện Dung Đo Độ Ẩm Môi Trường

Các cảm biến điện dung Kiểu ε có thể được sử dụng để xác định đặc trưng của vật liệu (chất điện môi) hoặc là vị trí mặt phân cách giữa các kiểu chất lỏng khác nhau như như nước và chất rắn, nước và khí, hay hai chất lỏng như nước và dầu. Ví dụ như cảm biến độ ẩm điện dung và đồng hồ đo mức chất lỏng.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi cơ điện tử (MEMS), việc thiết kế và chế tạo cảm biến dòng chảy dựa trên nguyên lý kiểu tụ và kiểu áp trở trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. MEMS là hệ thống vi cơ điện tử tích hợp các cảm biến và cơ cấu chấp hành trên một chip với khả năng nhận biết môi trường xung quanh và phản ứng với các thay đổi nhỏ trong môi trường đó. Theo ước tính, công nghệ MEMS đã mở ra nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực vi lỏng, y sinh, truyền thông và cảm biến môi trường, đặc biệt là trong việc đo lường dòng chảy chất lỏng với độ chính xác cao.

Luận văn tập trung nghiên cứu thiết kế cảm biến dòng chảy dựa trên nguyên lý kiểu tụ điện và kiểu áp trở, nhằm phát triển các cảm biến có khả năng đo lường lưu lượng dòng chảy trong các ống phun với độ nhạy và độ ổn định cao. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, trong giai đoạn từ năm 2013 đến nay, với các thử nghiệm và mô phỏng trên các mẫu cảm biến MEMS chế tạo bằng công nghệ bán dẫn silicon.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là: (1) xây dựng khung lý thuyết và mô hình điện tử cho cảm biến dòng chảy kiểu tụ và kiểu áp trở; (2) thiết kế và chế tạo cảm biến MEMS với cấu trúc phù hợp để đo lường áp suất và lưu lượng dòng chảy trong ống phun; (3) đánh giá hiệu suất hoạt động của cảm biến thông qua các thử nghiệm thực tế và mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA). Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các thiết bị đo lường vi mô, góp phần nâng cao hiệu quả kiểm soát và điều khiển trong các hệ thống công nghiệp và y tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: nguyên lý tụ điện và hiệu ứng áp trở.

• Nguyên lý tụ điện: Tụ điện được tạo thành bởi hai bản dẫn điện ngăn cách bởi một lớp điện môi. Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản tụ, khoảng cách giữa hai bản và hằng số điện môi của vật liệu cách điện. Sự thay đổi về điện dung có thể phản ánh sự biến dạng vật lý hoặc thay đổi môi trường xung quanh, từ đó đo lường được các đại lượng như áp suất hay lưu lượng dòng chảy.

• Hiệu ứng áp trở: Hiệu ứng áp trở mô tả sự thay đổi điện trở của vật liệu dẫn điện khi chịu tác động của áp suất hoặc biến dạng cơ học. Điện trở suất của vật liệu thay đổi theo chiều dài, diện tích mặt cắt và độ biến dạng của vật liệu. Hiệu ứng này được ứng dụng để thiết kế cảm biến áp suất và dòng chảy có độ nhạy cao.

Các khái niệm chính bao gồm: điện dung tụ điện, điện trở suất, hiệu ứng áp trở, mô hình điện tử của cảm biến, và mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA) để phân tích ứng suất và biến dạng trên cảm biến.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm các kết quả thử nghiệm thực tế trên cảm biến MEMS chế tạo tại phòng thí nghiệm, dữ liệu mô phỏng FEA, và các tài liệu nghiên cứu chuyên ngành về MEMS và cảm biến dòng chảy.

Phương pháp phân tích sử dụng kết hợp mô phỏng phần tử hữu hạn để đánh giá ứng suất và biến dạng trên màng mỏng cảm biến, phân tích điện tử để xác định mối quan hệ giữa điện dung, điện trở và lưu lượng dòng chảy, cùng với thử nghiệm đo lường thực tế để đánh giá hiệu suất cảm biến.

Cỡ mẫu thử nghiệm khoảng 10-15 cảm biến với các cấu trúc và kích thước khác nhau, được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có kiểm soát nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả. Thời gian nghiên cứu kéo dài khoảng 2 năm, bao gồm giai đoạn thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và phân tích dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế cảm biến kiểu tụ điện: Cảm biến được thiết kế với màng mỏng silicon có diện tích bản tụ khoảng 160 μm × 20 μm và độ dày màng từ 1 μm đến 2 μm. Kết quả mô phỏng FEA cho thấy sự tập trung ứng suất tại mép màng và lỗ phun, ảnh hưởng đến độ nhạy của cảm biến. Điện dung thay đổi theo áp suất với độ nhạy khoảng 8,7% khi áp suất thay đổi trong dải 1,04 × 10^5 Pa.

2. Thiết kế cảm biến kiểu áp trở: Cảm biến áp trở được chế tạo với lớp bán dẫn silic có độ dày 300 μm và lớp oxit bảo vệ dày 400 nm. Điện trở của cảm biến thay đổi khoảng 8,7% khi lưu lượng dòng chảy qua ống phun đạt 200 μl/phút. Độ nhạy áp trở đo được là 3,9 × 10^-7 V/Pa, phù hợp với các ứng dụng đo áp suất vi mô.

3. Hiệu quả đo lường dòng chảy: Cảm biến MEMS dựa trên nguyên lý tụ điện và áp trở có khả năng phát hiện sự thay đổi lưu lượng dòng chảy trong khoảng từ 10 μl/phút đến 200 μl/phút với độ chính xác cao, sai số đo dưới 5%. So sánh với các nghiên cứu khác, cảm biến này có độ nhạy và độ ổn định vượt trội nhờ thiết kế màng mỏng và cấu trúc điện tử tối ưu.

4. Ảnh hưởng của cấu trúc màng và vật liệu: Màng mỏng silic với độ dày nhỏ hơn 1 μm cho phép tăng độ nhạy nhưng giảm độ bền cơ học, trong khi màng dày hơn 2 μm tăng độ bền nhưng giảm độ nhạy. Việc lựa chọn vật liệu và kích thước màng cần cân bằng giữa độ nhạy và độ bền để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ việc ứng dụng chính xác các mô hình điện tử và mô phỏng phần tử hữu hạn, giúp dự đoán chính xác sự biến dạng và thay đổi điện dung, điện trở của cảm biến dưới tác động của áp suất và dòng chảy. Kết quả thử nghiệm thực tế phù hợp với mô phỏng, chứng tỏ tính khả thi của thiết kế.

So với các nghiên cứu trước đây, cảm biến dòng chảy MEMS thiết kế theo nguyên lý kiểu tụ và áp trở có ưu điểm về kích thước nhỏ gọn, độ nhạy cao và khả năng tích hợp dễ dàng vào các hệ thống vi cơ điện tử. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mối quan hệ giữa áp suất và điện dung, điện trở, cũng như bảng so sánh độ nhạy và sai số giữa các mẫu cảm biến.

Ý nghĩa của nghiên cứu là mở rộng khả năng ứng dụng của cảm biến MEMS trong các lĩnh vực y sinh, công nghiệp và môi trường, đặc biệt trong việc giám sát lưu lượng dòng chảy vi mô với độ chính xác cao và chi phí thấp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa thiết kế màng cảm biến: Điều chỉnh độ dày màng silicon trong khoảng 1-2 μm để cân bằng giữa độ nhạy và độ bền cơ học, nhằm nâng cao hiệu suất cảm biến trong các ứng dụng thực tế. Thời gian thực hiện: 6 tháng; chủ thể: nhóm nghiên cứu và phòng thí nghiệm MEMS.

2. Phát triển hệ thống đo lường tích hợp: Thiết kế mạch điện tử tích hợp với cảm biến để cải thiện khả năng xử lý tín hiệu và giảm nhiễu, nâng cao độ chính xác đo lường. Thời gian thực hiện: 1 năm; chủ thể: nhóm kỹ thuật điện tử và vi mạch.

3. Mở rộng phạm vi ứng dụng: Áp dụng cảm biến vào các hệ thống giám sát y sinh như lọc máu, truyền dịch, và các thiết bị đo lường môi trường vi mô. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu y sinh và công nghiệp.

4. Nâng cao độ bền và độ ổn định cảm biến: Sử dụng vật liệu phủ bảo vệ và kỹ thuật chế tạo tiên tiến để giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường và tăng tuổi thọ cảm biến. Thời gian thực hiện: 1 năm; chủ thể: phòng thí nghiệm vật liệu và công nghệ chế tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và kỹ sư MEMS: Có thể áp dụng các mô hình và phương pháp thiết kế cảm biến dòng chảy vi mô, phát triển các sản phẩm mới trong lĩnh vực cảm biến và vi cơ điện tử.

2. Chuyên gia công nghệ y sinh: Sử dụng cảm biến để phát triển thiết bị y tế đo lường lưu lượng dịch truyền, lọc máu, hoặc các ứng dụng vi lỏng trong chẩn đoán và điều trị.

3. Doanh nghiệp sản xuất thiết bị đo lường: Áp dụng công nghệ MEMS để sản xuất cảm biến dòng chảy nhỏ gọn, chính xác, phục vụ các ngành công nghiệp như ô tô, môi trường, và điện tử tiêu dùng.

4. Sinh viên và học viên cao học ngành kỹ thuật điện tử, cơ khí chính xác: Tham khảo để hiểu rõ về thiết kế, mô phỏng và thử nghiệm cảm biến MEMS, nâng cao kiến thức chuyên môn và kỹ năng nghiên cứu.

Câu hỏi thường gặp

1. Cảm biến dòng chảy MEMS dựa trên nguyên lý kiểu tụ điện hoạt động như thế nào?
   Cảm biến sử dụng sự thay đổi điện dung giữa hai bản tụ khi màng mỏng bị biến dạng do áp suất dòng chảy. Ví dụ, khi lưu lượng tăng, áp suất tác động lên màng làm thay đổi khoảng cách giữa các bản tụ, dẫn đến thay đổi điện dung có thể đo được.

2. Hiệu ứng áp trở được ứng dụng ra sao trong cảm biến dòng chảy?
   Hiệu ứng áp trở dựa trên sự thay đổi điện trở của vật liệu dẫn điện khi chịu biến dạng do áp suất. Cảm biến áp trở đo sự thay đổi điện trở này để xác định lưu lượng dòng chảy, với độ nhạy cao và khả năng tích hợp tốt.

3. Phương pháp mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA) giúp gì cho thiết kế cảm biến?
   FEA cho phép mô phỏng ứng suất và biến dạng trên màng cảm biến dưới tác động của áp suất, giúp tối ưu cấu trúc và vật liệu để đạt hiệu suất cao nhất trước khi chế tạo thực tế.

4. Độ nhạy và sai số của cảm biến dòng chảy MEMS là bao nhiêu?
   Theo kết quả thử nghiệm, cảm biến có độ nhạy khoảng 8,7% thay đổi điện trở hoặc điện dung khi áp suất thay đổi trong dải 1,04 × 10^5 Pa, với sai số đo dưới 5%, phù hợp cho các ứng dụng vi mô.

5. Cảm biến này có thể ứng dụng trong lĩnh vực nào ngoài đo dòng chảy?
   Ngoài đo dòng chảy, cảm biến MEMS còn được ứng dụng trong giám sát áp suất, phát hiện biến dạng cơ học, cảm biến môi trường, và các thiết bị y sinh như máy lọc máu, thiết bị truyền dịch.

Kết luận

• Luận văn đã thiết kế và chế tạo thành công cảm biến dòng chảy MEMS dựa trên nguyên lý kiểu tụ điện và áp trở với độ nhạy và độ ổn định cao.
• Mô hình điện tử và mô phỏng phần tử hữu hạn được áp dụng hiệu quả để tối ưu cấu trúc cảm biến.
• Thử nghiệm thực tế chứng minh cảm biến có khả năng đo lường lưu lượng dòng chảy vi mô với sai số dưới 5%.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển các thiết bị đo lường vi mô ứng dụng trong y sinh và công nghiệp.
• Các bước tiếp theo bao gồm tối ưu thiết kế màng, phát triển hệ thống đo lường tích hợp và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực chuyên sâu.

Kêu gọi hành động: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực MEMS và cảm biến dòng chảy nên tiếp tục đầu tư phát triển công nghệ này để nâng cao hiệu quả và mở rộng ứng dụng trong tương lai gần.