MEMS风速风向传感器倾斜效应研究

本文主要针对智能电网、海上浮标等容易发生倾斜状态的应用场景,研究了微电子机械系统 (MEMS) 热式风速风向传感器的输出性能,并对带有空气动力学壳罩的传感器进行了有限元仿真和风场测试。测试结果表明,风向测量误差和仿真误差均较小,但风速测量误差却远大于仿真误差。进一步分析可知,其原因是传感器在封装时其外壳容易产生倾斜。为了解决这一问题,本文采用3D打印技术实现一体化的封装外壳。测试结果表明,在±20°以内的倾斜状态下,优化后传感器的风速、风向测量误差分别满足±(0.3+5%v) m/s、±3°的指标要求。     

MEMS热式风速风向传感器输出性能优化研究

环境测温二极管在工作时受传感器芯片热场影响,常引发MEMS热式风速风向传感器加热电压-风速曲线异常。将其更换为外置测温二极管,并调整其与传感器芯片距离,成功解决了输出曲线异常现象。并在此基础上,优化芯片及外置测温二极管的封装方案,消除了热场的相互干扰和不必要的热损耗,同时保证了外置测温二极管与空气的良好接触。风场测试结果表明,传感器的加热电压-风速曲线变得平滑,且重复性好,风速和风向的测量误差分别在±4%和±4°以内,系统的上电稳定时间大幅缩短至15 s左右。     

面向5G的MEMS跷跷板结构功率传感器

为了解决5G功率传感器灵敏度不高的问题,创新性地提出一种可面向5G应用的MEMS跷跷板结构功率传感器。S参数测试结果表明,在1 GHz-10 GHz的频段内传感器的回波损耗小于-12.5 dB,插入损耗小于1.5 dB。功率响应测试表明,内部电容的灵敏度接近69.2aF/mW@1GHz、71.5aF/mW@5GHz和66.3aF/mW@10GHz,外部电容的灵敏度约为35.2aF/mW@1GHz、33.0aF/mW@5GHz和27.6aF/mW@10GHz,表明该跷跷板结构设计提高了传感器的灵敏度。