新型隧穿磁强计结构－多梳齿结构

水平式隧穿磁强计在应用中,直梁所受的最大应力超出其许用应力出现直梁断裂的现象,同时由于所需驱动电压较高,限制了磁强计的应用范围。文中优先考虑梁内部应力对隧穿磁强计直梁尺寸进行设计,并改变其结构,采用新型的隧穿磁强计结构多梳齿结构,然后采用Ansys验证了改进后结构的正确性,同时对驱动电压和理论灵敏度进行了计算。研究结果表明：在保证直梁正常工作的前提下该设计可将磁强计所需的驱动电压降低到16．5V、在文中设计宽度下灵敏度较原宽度提高了1．35倍。     

推挽式线性驱动隧穿加速度计研究

介绍了隧穿加速度计的工作原理,设计了一种利用线性梳齿驱动、推挽式力平衡闭环控制的MEMS隧穿加速度计,采用体硅溶片工艺研制出了原理样机,由于结构和工艺简单,获得了较高的成品率,此技术还应用于隧穿陀螺仪和隧穿磁强计的研制.     

微隧穿式陀螺仪检测模态的线性二次高斯控制

为了将微隧穿式陀螺仪(MTG)的隧尖与检测电极之间的隧道间隙及其变动量分别维持在1nm和0.1nm并降低系统噪声和扩大带宽,本文为其检测模态设计了线性二次高斯(LQG)闭环反馈系统。在利用微小量法对呈指数规律的隧道效应进行线性化的基础上,建立了MTG检测模态的线性化模型,并将哥氏加速度和电子隧道1/f噪声分别当作主要的过程噪声和输出噪声,设计了由最优状态估计器和线性二次(LQ)状态调节器组成的LQG控制器。搭建了仿真系统和实际的LQG控制电路并进行动态测试。仿真结果显示,LQG控制在将系统的信噪比提高24dB的同时,能够将两个隧道电极之间的间隙的变动量控制在10-4 nm。实验曲线表明,隧道电流噪声的峰峰值为0.4nA,LQG反馈控制系统在动态加速度信号的激励下可维持恒定隧道间隙为1nm。     

扭摆型隧穿磁强计的设计方法研究

本文提出了一种扭摆、谐振型隧穿式磁强计及其设计方法，它采用扭摆型线圈敏感被测磁场，结构易于加工且能够有效降低1／f噪声的影响。通过理论推导建立了扭摆和扭梁的力学模型，得出了磁强计灵敏度与扭梁刚度的关系，通过仿真说明了系统中各结构参数之间的关系，得到了隧穿式磁强计的设计原则，运用提出的设计流程和原则，进行了磁强计实例设计，在ANSYS下对此模型进行了固有频率和静态变形仿真，仿真结果与通过设计方法得出的值吻合较好，从而验证了模型的可靠性和方法的合理性。     

微隧道式加速度计的最优控制

为了扩大隧道式加速度计(MTA)的动态测量范围并通过降低系统中的主要噪声来提高器件的性能,本文为隧道式加速度计(MTA)设计了线性二次高斯(LQG)控制器.推导了微隧道式加速度计的线性化状态-空间方程;依据分离定理,设计了卡尔曼滤波器和最优状态反馈控制器;最后,在Matlab/Simulink中构建了由卡尔曼滤波器和最优状态控制器串联的LQG仿真系统并进行了动态和静态测试.仿真结果表明,LQG最优控制系统能够将微隧道式加速度计的带宽从2×103 rad/s扩大到3×106 rad/s.通过LQG最优控制,静态测试结果显示其静态隧道电流的波动从1 nA～2.95 nA降到0.73 nA～l.14 nA;动态实验数据表明其在方波加速度信号的作用下能够将隧道间隙维持在1 nm.     

新型电化学隧道显微镜

美国Digital仪器仪表公司最近推出一种新型电化学隧道扫描显微镜(ECSTM)。这种隧道显微镜是将超高频示波器隧道扫描显微镜Nanoscope Ⅱ STM与一个双稳压器控制的电化学元件结合而得.该ECSTM在使用时可允许具有原子级分辨力的隧穿图象和伏安测量法同时存在;其控制部分是完全交互性的逻辑控制,允许使用者在不暂停试     

扫描隧道显微镜在电化学研究中的改进及应用

扫描隧道显微镜 (STM )在电化学领域有广泛应用。但由于STM是通过感应非常微弱的隧穿电流来反映表面状况 ,而隧穿效应是在一定条件下才能发生的量子效应 ,所以在实际应用中受到不少限制。针对STM在电化学研究中的局限性 ,国内外作了许多改进 ,出现了一些新的装置 ,如电化学扫描隧道显微镜、电化学原子力显微镜、扫描电化学显微镜等。本文介绍STM在电化学研究中的改进及其应用 ,并就发展趋势作简短讨论     

微机械隧道陀螺仪的时变线性二次高斯预测控制

为了降低微机械隧道陀螺仪系统的非线性,增大器件的带宽并提高系统的信噪比,隧尖与相应隧道电极之间的隧道间距应控制在1 nm附近,且其必须在闭环模式下工作.本文鉴于线性二次高斯(LQG)控制理论的抗干扰特性和鲁棒性以及哥氏加速度的时变特征,采用时变卡尔曼滤波器和LQG最优控制器串联而成的LQG预测控制策略设计了隧道陀螺仪闭...     

量子隧穿纤维的制备及其传感特性研究

介绍一种功能性纤维,它是用于感知外界微振动、微变形或是声波传输的传感纤维,因其运用隧道电流效应原理,故将其命名为量子隧穿纤维(QTF,quantum tunneling fibre),并对其传感特性做了初步研究,取得了一定的成果。通过不同方法制备出较优的纤维,搭建悬臂梁应变实验及振动实验。实验结果表明:量子隧穿纤维具有较高的静态及动态传感性能。     

公路隧道照明检测系统研究与设计

为了解决公路隧道照明检测劳动强度高、测量速度慢、安全性差等问题,设计并实现了一套公路隧道照明检测系统,研究了基于路面亮度的多测圈检测方法。通过模拟隧道外部亮度变化,实现了对隧道照明控制系统调节响应度和隧道照明亮度分布的快速、连续测量,解决了隧道运营过程中照明检测繁琐耗时、困难危险的问题。