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Enregistrement W1969279919 · doi:10.1108/02602280910926841

Simple and versatile micro‐cantilever sensors

2009· article· en· W1969279919 sur OpenAlexaff
Gino Rinaldi, Muthukumaran Packirisamy, Ion Stiharu, Nezih Mrad

Notice bibliographique

RevueSensor Review · 2009
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueMechanical and Optical Resonators
Établissements canadiensConcordia UniversityDepartment of National Defence
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCantileverFrequency responseNatural frequencyAdded massPosition (finance)Materials scienceFrequency domainAcousticsBiological systemEngineeringStructural engineeringPhysicsMathematicsElectrical engineeringVibrationMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Purpose The purpose of this paper is to demonstrate the simplicity and versatility of micro‐cantilever based sensors and to present the influence of added mass and stress on the frequency response of the sensor in order to determine the most suitable sensing domain for a given application. Design/methodology/approach The frequency response of micro‐cantilevers depends not only on the applied mass and surface stress, but also on the mass position. An interpretation of the theoretical frequency results of the 1st and 2nd natural frequencies, for added mass, identifies a nodal point for the 2nd natural frequency which demonstrates mass invariance. Hence, at this nodal point, the frequency response remains constant regardless of mass and may be used for identifying purely induced surface stress influences on the micro‐cantilever's dynamic response. The Rayleigh‐Ritz energy method is used for the theoretical analysis. Theoretical results are compared with experimental results. Findings A graph of the 2nd natural frequency of micro‐cantilevers with added mass demonstrates the variability of the frequency with mass position on the micro‐cantilever. Of particular interest is the nodal point at which mass independence is revealed. This nodal point may be exploited to investigate purely stress‐related influences on the dynamic characteristics of micro‐cantilever sensors, thereby eliminating such effects as reactant evaporation from the micro‐cantilever sensor surface. In this regard, the nodal point of the 2nd natural frequency response is used to decouple mass‐stress influences. Research limitations/implications Owing to the micro‐scale size of the micro‐cantilevers, it may not be possible to apply mass or stress directly at the nodal point and to concentrate its influence there. Hence, a certain amount of influence due to mass‐stress coupling may remain in the frequency responses observed. Practical implications Silicon micro‐cantilevers can be easily shaped and sensitized to a variety of influences. These qualities are highly regarded for sensor applications. The work presented herein, contributes to the optimization of micro‐cantilever sensors' dynamic response as a function of mass and surface stress influences. The main criterion for choosing one or the other is based on the time for the surface reaction to take place between the sensing material and the target material. The results presented contribute to the performance optimization of micro‐cantilever based medical and bio‐sensors. Originality/value Surface stress effects are generally of much smaller magnitude than mass influences; hence, through an investigation of the stress effects at the nodal point of the 2nd natural frequency it is possible to eliminate the mass influence completely. At this position mass and stress influences are decoupled and the sensor response can be uniquely quantified as a function of the applied stress. This is important for bio‐medical and health monitoring applications in which changes to the applied mass or surface stress on a micro‐cantilever sensor, may be readily observed through changes to the natural frequency response of the micro‐cantilever.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,015

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,268
Écart entre enseignants0,256 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2009
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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