基于微加速度计的AIR-MOUSE的研究

本文研究了一种基于微加速度计原理的空中鼠标.该鼠标采用微加速度计来检测手部运动的角度和速度等参数,并通过射频无线传输和USB接口实现与计算机的通信.本文介绍微加速度计、微控制器、无线射频模块、USB通讯等的集成研究,并对无线传输模块的软硬件做了详细阐述.     

基于微加速度计的鼠标系统设计

设计了一种新型的输入设备--微加速度计鼠标系统,该系统融合了MEMS微加速度计和无线射频技术,能够实现传统鼠标的功能.该系统由用户控制和信号接收两部分组成.无线射频技术使得用户控制模块能够摆脱线缆的束缚,在空中自由运动,并可通过人体任何部位进行控制.二维旋转角算法和按键模拟算法的提出,使该鼠标系统能达到比传统鼠标更高的控制精度、更高的DPI,实现无按键的操作.     

基于MEMS技术的多媒体空中鼠标

针对现有空中无线鼠标存在通信距离短、电池供电局限性等问题, 采用通信距离更长的2.4 GHz无线传输模块以及可循环充电利用的锂电池对空中无线鼠标系统进行了改进;同时系统接收端采用USB设备通信,将大容量存储设备与鼠标设备整合复用,并实现二者功能的任意切换,从而提高了该鼠标系统适应实际应用环境的能力;本系统采用多传感器信息融合技术,对三轴陀螺仪和三轴加速度计的数据进行实时采集,将采集到的数据传送给STM32微控制器,用于计算鼠标的位移、角度、角速度等参数;利用无线传输模块将数据发送到接收端完成与计算机的通信,控制电脑并完成鼠标的功能,同时USB设备的接收端可免插拔切换为U盘模式;从而实现基于MEMS技术的多媒体空中无线鼠标的智能化和多功能化。     

基于MEMS加速度计的输入系统的研究

该文章介绍了一种新的电脑无线输入系统,使用MEMS微加速度计作为系统的敏感元器件.该输入系统包括发射端和接收端两个子系统.文章分别从工作原理、软硬件设计等方面介绍了该输入系统,包括所使用的微加速度计、微处理器和传输模块,并给出了输入系统的第一代实际PCB原型.并且在二维的基础上扩展了微加速度计在三维的应用,设计了一个新的三维模型,并进行了试验的验证.     

基于微加速度传感器的无线鼠标的设计

研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。     

一种无线传感器监测系统的设计和研究

给出了一种无线传感器监测系统的设计与开发,结合MEMS微传感器和无线通信技术,研究了MEMS微加速度计检测信号的测量与无线传输技术,设计了系统电路,并完成了原型装置的制作与调试。通过无线、有线传感器的时频响应特性比较表明,无线传感器监测系统能够满足桥梁健康监测的要求。     

一种低噪声MEMS加速度计设计与制作

为了提高微加速度计的噪声性能,研究了一种基于绝缘体上硅(SOI)技术的单轴MEMS加速度计的设计和加工方案。该微加速度计采用大面积质量块的电容式检测结构,通过增加检测质量,在保证灵敏度的前提下,有效地降低了微加速度计的机械布朗噪声,增强了信噪比。另外,该微加速度计采用一种基于Al保护层的MEMS SOI工艺技术制造,有利于提高微加速度计的整体精度水平。测试结果表明:微加速度计的本底噪声为20μgn/√Hz,灵敏度为2.5 V/gn。     

多媒体教学无线鼠标的设计与实现

设计一种多媒体教学用无线鼠标,该无线鼠标由发射器和接收器两部分组成,通过发射器发出鼠标的各种动作,接收器接收到后通过USB口送计算机实现对计算机的控制。     

压阻式硅微加速度计的研制

介绍压阻式硅微加速度计的结构设计。采用等离子体刻蚀技术制作成硅微加速度计。该技术具有腐蚀深宽比高、掩模选择性好的特点,适用于微机械器件的制作。通过测试,加速度计的非线性达到0.2%。讨论了影响加速度计灵敏度的结构因素和工艺因素。     

2.4 GHz无线鼠标的多信道控制方法研究

研究了一种2.4GHz无线鼠标多信道控制方法,文中首先介绍了无线鼠标发射器和接收器的硬件模块;在无线通讯协议中,笔者设计了手动绑定方式,实现两者的一对一绑定;为了实现多个设备的共存,设计了一种无线多信道控制算法;最后提出了一种"逐个优化参数"方法来提高射频电路的发射功率,实验数据表明,该方法对提高无线鼠标的发射、接收距离非常有效。目前该设计方法已应用于无线鼠标的设计中。     

隧道式硅微加速度计的设计和制作

针对隧道效应对位移具有极高灵敏度的特点,设计了一种隧道式硅微加速度计。在介绍其结构和工作原理的基础上,提出了一种新的加工工艺,由该工艺制作的第一批器件成功地观测到隧道效应。     

开关电路在微机械加速度计中的应用

介绍了一种用于差分电容检测前置电路的开关电路,该电路使信号易于解调而能简化信号处理电路。阐述了电路的工作原理及相关特性,在250 kHz的载波频率下,给出了Hsp ice仿真结果及其具体在微机械加速度计中的应用。实际结果表明:样品的灵敏度为16~25mV/gn,非线性为0.1%~0.5%,满足技术要求。     

叉指式微加速度计静电-机械耦合场分析

为了分析叉指式微加速度计静电-机械耦合场,提出了一种近似分析方法。作为实例,分析了一种新型微加速度计的机 电耦合场对灵敏度的影响,所得结果与理论值比较一致,且计算精度接近于有限元分析方法,进一步计算表明:将该近似方法与有限元方法结合,不仅可以提高求解速度,还可以达到较高的精度。     

检测电压对一种新型谐振式微加速度计的影响

静电作用在在平行板电容器上会产生等效静电负刚度,介绍了基于静电刚度的谐振式微加速度计设计原理,建立了其动力学模型.根据检测电压的约束条件,求解了其可行范围.同时分析了检测电压对系统灵敏度、可靠性和量程及输出电压的影响.分析结果表明:检测电压越大,灵敏度越大,但可靠性和量程会相应减少,反之亦然;直流检测电压的存在使得输出电压不受检测电容并行的寄生电容影响.理论分析结果为谐振式微传感器的系统设计提供了重要依据.     

基于微机电的智能振动传感器设计与实现

详细论述了一种基于微机械传感器与AT89C2 0 51单片机的智能振动传感器。该传感器可对机械振动信号进行测量、简单分析和超限报警 ,具有成本低、易操作、反应灵敏等特点 ,而且系统具有计算机通信接口 ,可通过联网构成复杂的监控系统。     

介观压阻效应在硅微加速度计中的应用

为了突破传统机电转换局限，提高加速度计灵敏度，提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度的硅微加速度计，基于这种原理设计一种四梁岛结构，通过理论分析与仿真计算，得出该结构在lgn输入下的输出，并对介观压阻灵敏度和压阻灵敏度的量级作出了比较，从理论上验证了采用介观压阻效应制作高灵敏度传感器的可行性，为此类加速度计的设计提供参考。     

基于圆片级阳极键合封装的高g_n值压阻式微加速度计

设计了一种适合于高gn值压阻式微加速度计圆片级封装的结构,解决了芯片制造工艺过程中电极通道建立、焊盘保护、精确划片等关键技术。采用玻璃—硅—玻璃三层阳极键合的方式进行圆片级封装,较好地解决了芯片密封性、小型化和批量化等生产难题。在4 in生产线上制作的高gn值压阻式微加速度计样品,尺寸仅为1 mm×1 mm×0.8 mm;对传感器进行的校准与抗冲击性能测试,结果表明:样品具备105gn的抗冲击能力、0.15μV/gn/V的灵敏度以及200 kHz的谐振频率。     

电容式微加速度计的噪声分析

噪声是以微弱信号处理为特征的电容式微加速度计性能提高的主要制约因素。针对电容式微加速度计的噪声,详细分析和研究了其特性。首先分析了电容式微加速度计的系统噪声由机械热噪声和电路噪声两部分组成;采用热力学均分理论和集成电路噪声特性分别对机械热噪声和电路噪声进行建模、分析和计算,得到了机械热噪声等效噪声加速度和各级电路的噪声值。然后用自行设计的微加速度计表头和接口电路进行试验,实验结果验证了噪声模型的正确性,确认了电容式微加速度计电容检测电路—电荷放大器是最主要的噪声源。     

基于介观压阻效应的硅微加速度计研究

为了突破传统机电转换局限,提高加速度计灵敏度,提出以介观压阻效应为工作原理制作高灵敏度的硅微加速度计,基于这种原理设计并制备了GaAs基加速度计,通过理论分析计算与试验测试,得出该结构在0.1 gn输入下的输出,并对介观压阻灵敏度和压阻灵敏度的量级作出了比较,验证了采用介观压阻效应制作高灵敏度传感器的可行性,为此类加速度计的设计提供参考.     

Calculating capacitance and analyzing nonlinearity of micro-accelerometers by Schwarz–Christoffel mapping

Designing micro-accelerometers requires the calculation of their capacitance. An analytical method based on the Schwarz–Christoffel mapping is proposed for the calculation of the capacitance of two types of micro-accelerometer, which enables the fringe effect to be taken into account. The two types of micro-accelerometer consist of four identical asymmetric comb-capacitors that produce a differential capacitance. For the micro-accelerometer without a handle layer under the comb-capacitor, only a single unit needs solving because the asymmetric comb-capacitor is composed of identical units. The analytical formula for the asymmetric comb-capacitor is verified by the three-dimensional finite element method. Through finite element method, the analytical formula is also extended to include asymmetric comb-capacitors of silicon-on-glass micro-accelerometers. A comparison between theoretical and experimental results from silicon-on-glass micro-accelerometers indicates the validity of the analytical formula. Based on the analytical formula, the nonlinearity of the micro-accelerometers is studied, which indicates that the high ratio between the wide and narrow gap distances can increase the linearity of micro-accelerometers.