高冲击环境下MEMS大量程加速度传感器结构的失效分析

对设计的大量程加速度传感器进行冲击测试,分析该种传感器结构在高冲击环境下的输出信号及可靠性。加速度传感器结构采用四端全固支结构,通过在梁的端部和根部设计倒角结构以分散应力。测试结果表明该传感器在232,119.4 gn下可以测试到有效输出信号。同时,对测试中失效传感器进行了分析,总结出大量程加速度传感器的在高冲击环境下的失效模式主要为键合引线的脱落、微梁的断裂和封装失效。     

MEMS高量程加速度传感器的动态特性分析

利用霍普金森杆激光干涉冲击试验台对实验室研发的MEMS高量程压阻式加速度传感器进行动态校准;采用两种不同解算方法对实验数据将进行分析处理,求解出该传感器的幅频特性,绘制了对数幅频特性曲线;通过对比两种算法的结果知道,镜像映射法优于FFT算法,其算法简单有效,能直接辨识出系统模型参数和模型阶次。     

SiC高温高量程MEMS加速度传感器的仿真与分析

加速度传感器材料的特性对传感器的性能影响很大,SiC作为新一代半导体材料具有优良的力学温度特性,适用于高温、高过载加速度传感器.基于SiC提出了一种可用于高温、高过载环境的加速度传感器设计方案.根据悬臂梁的相关力学理论知识,对传感器结构、尺寸进行了设计,并利用ANSYS有限元仿真软件对SiC材料传感器敏感结构进行模态分析、静力学分析、热分析.仿真结果表明,6H-SiC材料表现出了比Si材料更优异的抗高温、抗过载特性,为应用于高量程、高温环境下的加速度传感器研究提供了可靠的理论基础.     

介观压阻效应电磁驱动微机械陀螺仪的设计与测试

将共振隧穿二极管具有的介观压阻效应与哥氏效应结合应用于陀螺的设计中,提出了一种新型的采用回折型正交梁的陀螺结构。结合现在的工艺水平,设计了合理的加工工艺方案,并进行了加工与封装。通过对封装后的陀螺进行驱动方向测试,得到了固有频率的范围;检测方向上利用振动台对陀螺灵敏度进行了测试,得到在1kHz和4kHz时的测试灵敏度分别为7.51mV/gn、100.74mV/gn。     

基于加速度计的数字显示倾角测量仪

介绍了基于加速度计MXA2050A的数字显示倾角测量系统,简要介绍了系统的组成和工作原理;阐述了MXA2050A的外围电路、运放电路、显示电路的组成和工作原理;介绍了对测得数据的处理方法。     

高过载压电驱动器设计与试验

针对现有压电驱动器不能承受高过载的问题,设计了一种基于d33结构的高过载压电驱动器,根据工艺流程制作加工了压电驱动器样品,创新性的设计了弹性金属框架对其进行预压缩封装,保证其具有较好的刚度和较高的抗拉和抗过载能力,并对封装后的驱动器进行了指标标定和高过载实验,经实验测试,该驱动器具备较高的微位移能力和抗过载能力,不仅能应用于自适应枪弹的高过载环境,还可应用于军事国防、航空航天等高过载微纳驱动领域。     

硅衬底键合砷化镓薄膜的力学仿真分析

采用介质键合技术制备的Si基GaAs材料衬底,缺陷密度小。对待键合的器件结构电学性能影响小。对采用目前常见的介质材料制备的Si基GaAs材料的力学性能进行了仿真分析,得到用于制备MEMS衬底的最佳介质键合层是SiO2,其衬底材料应力转换率高、量程大、位移小、制备工艺简单且为亲水性,制备的Si基GaAs衬底键合强度大,机械特性好。同时,对不同厚度的介质层材料对Si基GaAs材料的力学性能影响进行了研究分析,得到介质厚度越厚,其应力转换率越高,衬底材料的力敏效应就会越好。     

基于双窗全相位FFT的激光多普勒频率提取与校正方法

针对于激光多普勒信号解算中存在的频谱泄露以及栅栏效应等问题,将性能更优异的汉宁自卷积窗(HSCW)以及全相位频谱分析(apFFT)运用于多普勒信号的短时傅里叶变换(STFT)中,并且通过双谱线法对所获得的频谱进行了校正。理论与仿真表明,双汉宁自卷积窗(HSCW)apFFT比传统apFFT更能抑制旁谱泄露,并且相对于传统FFT,双HSCW窗apFFT所提供的的频谱位置与幅值能够更好的满足双谱线校正法频率校正的要求。通过将该种算法应用于高冲击下加速度传感器的校准系统中,实测结果表明,其解算结果与标准传感器的加速度峰值误差在1 %左右。     

基于隧道效应的MEMS陀螺仪的研究

提出了一种高精度、低量程隧道陀螺仪的新结构,分析了其结构及工作原理;对陀螺进行了必要的仿真,仿真结果与理论推导相接近,这样就实现了隧道效应传感器的高灵敏度与哥氏力测量角速度原理的结合.采用体硅工艺设计了陀螺仪版图,并对其进行流片加工.加工完成后,采用HP4156C高精度半导体参数测试仪对传感器的隧道电流效应进行了测试,并验证了其测试结果;同时,对结构进行失效分析.     

大功率半导体激光器用电流源设计

半导体激光器是一种电流注入式发光器件,驱动电流源的性能优劣对其工作特性和使用寿命有着很大的影响。本文利用芯片LT3755设计了一种大功率LD电流源,电流在3.3~5.6 A连续可调。当输出电流为4.5 A时,连续工作3 h内电流变化量小于2 mA,电流稳定度达到4×10-4。此外,该电源还具有欠压保护、过压保护、过流保护和缓启动等多种功能。