基于MEMS技术的金属应变式压力传感器优化设计

文中从金属应变式压力传感器的基本理论出发,以硅弹性膜铂应变电阻压力传感器为原型,推导了圆形和方形弹性膜片上电阻的变化率(dR/R)公式。通过比较,选用方形弹性膜为压力承压膜,以优化承压膜的宽厚比为出发点,用有限元方法对不同厚度方形膜片(宽度为2 mm)进行应力分析。由硅材料的屈服应力与最大位移的限制,确定了最优的膜厚范围;根据有限元仿真的结果对压力传感器进行优化设计,对所做压力传感器芯片进行测试,在6.00×104~1.06×105Pa的范围内,其精度优于50 Pa.     

基于MEMS技术的PCR芯片及PDMS微腔阵列的设计

设计采用了将PCR加热器芯片与微反应腔阵列相分离的思想,利用微电子机械系统(MEMS)技术制作微加热芯片,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制作一次性使用的微反应腔阵列.这样既可实现PCR的微型化,提高反应速率、节省反应试剂,又可解决生物兼容性和PCR污染的问题.     

压电式微传声器的设计与测量方法的匹配

针对压电式微传声器的两种测量方法,研究了提高微传声器灵敏度的方法。对于电荷测量法,前置放大电路应采用并联负反馈的方式;对于电压测量法,前置放大电路应采用串联负反馈的方式;并且选用高输入阻抗的放大器作为前置放大器。根据理论推导不同材料在不同测量方法下的灵敏度,发现在电荷测量法下用PZT制备的微传声器与在电压测量法下用ZnO制备的微传声器的灵敏度都比较高。用ANSYS软件对四边固支ZnO压电式微传声器进行静力分析,发现薄膜上最大电压为7.89mV,最小电压为-5.55mV。根据薄膜上的应力分布,针对两种测量方法,优化设计了两种不同的新型微传声器结构。     

基于C8051F020的多通道手持式PCR扩增仪的设计

设计旨在研制一种新型的手持式PCR扩增仪,利用微电子机械系统(MEMS)技术制作PCR微加热芯片,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制作一次性使用的微反应腔阵列,以C8051F020微控制器为核心搭建一个可以同时进行多路扩增的温控系统。它从根本上克服了传统台式PCR扩增仪的缺点,具有体积小、重量轻、反应速率快、节省反应试剂等诸多优点。