基于电磁激励的SOI-MEMS谐振式加速度计的闭环检测系统(英文)

介绍了一种基于电磁激励方式,采用基于绝缘体上硅的微电子机械系统(SOI-MEMS)加工方法制作谐振式加速度计及其闭环控制电路系统.传感器芯片制作采用的是SOI材料(10μm+2μm+290μm),利用MEMS加工工艺制作.当外界z轴方向加速度作用于加速度计时,加速度计的两根"H"型谐振梁因受到弯曲应力而产生谐振频率的漂移,通过检测谐振梁频率的变化标定加速度的大小.电磁激励检测方式有利于加速度计的最终闭环控制.闭环电路控制系统主要由增益放大部分、自动增益控制(AGC)电路缓冲系统和移相器组成.测试结果显示,当有1g重力加速度作用于加速度计,闭环电路可稳定输出检测正弦频率信号58.958 kHz,与开环扫频结果一致.加速度计的"H"型谐振梁空气中检测Q值约为400,灵敏度可达584 Hz/g.     

自动PLA微力学结构动态参数测试系统

基于锁相放大技术（ＰＬＡ）和真空度自动控制技术设计了一种有很大实践意义的微力学结构动态参数测试系统。作为例子，给出了这套系统测得的Ｓｉ谐振梁的非线性强迫振动（硬弹簧特性）有谐振点附近的从低频向高频扫描的幅频和相频曲线。     

低压MOCVD生长的InGaAs/InP量子阱的光致发光谱线线宽及量子尺寸效应的测量分析

用低压MOCVD方法生长了InGaAs/InP单量子阱及多量子阱结构。用低温光致发光方法研究了量子阱样品因量子尺寸效应引起的激子能量移动以及激子谱线线宽同量子阱阱宽的关系,7A阱宽的激子能量移动达370meV。选取Q_c=△E_c/△E_g=0.4,采用修正后的Kronig-Penny模型,考虑能带的非抛物线性,拟合了激子能量移动和阱宽的关系曲线。用有效晶体近似方法(VCA)分析了激子尺寸范围内界面不平整度以及合金组分无序对激子谱线线宽的影响。以界面不平整度参量δ_1和δ_2,合金组分元序参量r_c为拟合参数,拟合了激子线宽对阱宽的关系曲线。取δ_1=2.93A,δ_2=100A,r_c=3ML,理论拟合值与实验值符合较好。     

一种新颖的微杆杠结构的理论建模及其在谐振式微加速度传感器中的应用

为了提高谐振式微加速度传感器的灵敏度,提出一种新颖的微杠杆结构.分析该结构的工作原理,推导该结构的理论模型,得到这种微杆杠放大倍数的解析表达式.在这个理论模型的基础上,为了进一步提高微杆杠的放大倍数,对其参数进行优化,分析微杆杠结构中各参数对于放大倍数的影响,优化后该结构的放大倍数高达200.基于这种微杠杆结构设计两种分别为静电驱动/电容检测和电热驱动/压阻拾振的谐振式微加速度传感器,分别介绍这两种传感器的工作原理及其特点,并对这两种结构进行有限元模拟.模拟结果证实这两种微加速度传感器的灵敏度均高于1 000 Hz/gn,进而验证这种新提出的微杠杆结构的有效性.     

基于昆虫毛状感触器的微型流速传感器有限元模拟分析

给出一种基于昆虫毛状感触器的微型仿生传感器,用以测量低速气体流动.分析昆虫毛状感触器和这种微型仿生传感器的工作机理.采用ANSYS的多场耦合模型进行模拟以充分考虑到固体场与流体场的相互作用,提出有限元分析中流体模型的边界条件和尺寸选择的标准.有限元模拟证实,低速气体的流速与应变片测量的薄膜根部应力在微尺度范围内有良好线性关系.而且简单分析和初步探讨基于悬臂梁的薄膜的尺寸对于根部应变的影响.     

降低振动环式微机械陀螺同频干扰的方法研究

受MEMS加工工艺等因素影响,振动环式微机械陀螺存在一定的不对称,引起检测端的同频干扰,导致检测信号的信噪比降低。通过对振动环式陀螺进行激励模态和检测模态的动力学分析,研究激励信号、干扰信号和Coriolis力之间相位关系,提出降低同频干扰的解决方法,以提高陀螺检测灵敏度。     

电磁激励微谐振式传感器的设计与制作

利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0～120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。     

单细胞结构和电学特征检测方法

单细胞固有生物物理学特征,主要包括结构特征如细胞直径和细胞核直径,以及电学特征如细胞膜比电容和细胞质电导率,已经被应用于细胞亚类型分类和细胞状态评估,在生物医学研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景。该文综述了不同类型的单细胞结构和电学特征检测方法,介绍了固定式、流动式以及基于微流控的方法。归纳总结了这些方法的工作原理、发展和主要优缺点,探讨了单细胞结构和电学特征检测所面临的挑战以及未来的研究机遇。     

微谐振传感器同频干扰的建模与消除

主要研究了静电激励/电容拾振谐振式硅微加速度传感器的同频干扰问题,分析了几种干扰源,建立了同频干扰的电路等效模型,提出一种基于双端激励/双端检测的结构,采用二次差分的方式消除同频干扰.     

微梁结构热偶微波功率传感器芯片的制作工艺

在微波技术研究中，微波功率是表征微波信号特性的一个重要参数，微波功率测量已成为电磁测量的重要部分，可应用于很多场合，如发射机输出功率（包括天线系统辐射的功率）和振荡器输出功率的测量，毫瓦计的校准，标准信号发生器的校准等。微波功率传感器是微波功率计探 头中的核心元件。微染结构热偶微波功率传感器芯片选择具有低电阻温度系数的Ta2N和高热电功率塞贝克系数的Si作为热 材料，利用半导体工艺和MEMS工艺制作，并最终研制成合格的芯片，芯片具有尺寸小，功耗低，灵敏度高，频带宽等特点，简要介绍了芯片的结构原理，并详细介绍了芯片的制作工艺。