静电驱动MEMS谐振式压力传感器闭环拓扑研究

谐振式压力传感器闭环拓扑结构对保持机械谐振器振荡的稳定性和可靠性起着重要作用.针对一种典型结构的静电驱动电容检测MEMS谐振式压力传感器,在分析工作原理的基础上,构建了其混合信号模型.基于该模型搭建了自激振荡、自动增益控制、锁相环和带AGC的自激振荡四种闭环拓扑结构.在混合信号仿真平台下,对四种拓扑结构在起振状况、自动...     

MEMS镜片式眼压传感器设计

眼压(IOP)24 h的波动参数是眼科的一个重要的基础指标,目前传统的单个时间点的眼压测量无法有效地实现眼压的持续检测.基于眼压大小与眼角膜曲率的相关性,结合微机电系统(MEMS)微加工工艺和压模工艺,设计了一种基于电感的镜片式眼压传感器,在体外猪眼的实验结果证明了此传感器在眼压一定范围内(12~27 mmHg)可以准确地反映眼压波动情况.     

MEMS结构氧传感器的研究

采用微加工技术研制了一种以硅为基底材料,具有MEMS结构的氧传感器.阐述了该传感器的工作原理、结构设计、工艺流程以及特性分析.给出了溅射制备TiO2薄膜的方法及锐钛矿型晶体结构能谱,讨论了二氧化钛的氧敏机理.研究表明与传统的气体传感器相比,此种传感器具有体积小、低功耗、可集成的特点.     

MEMS传感器在医疗领域的研究

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)是一种基于半导体技术,以硅作为主要材料,集成了微机电元件和微电子信息处理系统的微型器件。这种器件通常是在硅晶片上制造的,采用半导体加工技术,通过光刻和刻蚀等工艺在半导体材料上制造微型机械结构,如微桥和悬臂梁,并将它们与电路相融合,形成一个可以采集信号的装置。硅的机械性能良好,可以作为微型机械的结构材料,而且与传统的集成电路制造工艺兼容。文章主要探讨了MEMS传感器的发展及其在医疗领域中的应用。首先,介绍了MEMS传感器的定义和发展历程,举例说明其工作原理、主要类型以及发展趋势;然后,重点讨论了MEMS压力传感器在医疗诊断、临床治疗和健康监测中的应用;最后,对MEMS传感器面临的主要挑战和发展机遇进行总结,并对其在医疗领域的应用前景进行展望。     

一种扭转谐振式MEMS电场传感器

提出了一种基于微机电系统(MEMS)的扭转谐振式电场传感器。该微型电场传感器的感应电极与屏蔽电极采用共面叉指结构,首次采用扭转谐振的工作方式,显著提高了微型电场传感器的灵敏度。介绍了传感器的工作原理、结构设计、有限元仿真及实验。实验结果表明:在0～50 kV/m电场范围内,该传感器的线性度为0. 14%,3个往返行程的总不确定度优于0. 43%。在增益电阻为100 MΩ的情况下,传感器灵敏度达到4. 55 mV/(kV/m),相对已有传感器灵敏度提高了1个数量级。     

日本基于MEMS传感器的研究进展

本文综述了近年来日本基于MEMS的传感器在企业和高校的研究进展,简述了各类MEMS传感器的结构特点与微机械加工技术,对我国MEMS传感器的研究与发展将有很大的借鉴作用.     

基于MEMS加工技术压力传感器工艺研究

介绍了一种微压力传感器加工技术和加工工艺研究,根据所设计微压力传感器的结构特点和国内现有加工设备,采用了体硅加工技术和表面加工技术相结合的方法,并给进行详细加工步骤研究.     

现代军用MEMS惯性传感器技术进展

现代化军事需求小型惯性传感器。技术已成熟的惯性导航和制导系统包括机械陀螺、环形激光陀螺(RLGs)、光纤陀螺(FOGs)以及半球共振陀螺(HRGs)。现在主要用于军事的还有微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速计。采用光子晶体光纤(PCFs)的干涉光纤陀螺(IFOGs),即PC—IFOGs。重点阐述MEMS/集成光(IO)波导惯性传感器技术进展。分析小型陀螺仪和加速计技术发展前景及在未来快速反应,精确打击中的作用。     

MEMS压力传感器在义齿力学性能研究中的应用

给出一种用于义齿压力测量的微型电容式传感器的研制工艺和封装测试。文中根据电容式压力传感器的原理,采用MEMS工艺,研制出微型传感器。在与义齿基托相同材料的作底基的树脂上挖一个边长为2mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制的施加压力的装置对传感器进行测试,从而检测出压力对口腔下方组织的作用力。测量结果表明,该传感器能够准备地测量出当牙齿咬合时,义齿基托所承受的力和力的分布。该传感器性能良好,具有比较稳定的输入与输出关系,适用于口腔恶劣环境下测量义齿对口腔下方组织作用力。     

基于磁感式和MEMS加速度传感器的电子罗盘设计

无人机、车载导航等方面需要用到地磁定向,而电子罗盘在应用中起到关键作用。针对车载导航的姿态控制和导航精度,本文以PNI公司磁感传感器为基础,结合MEMS加速度传感器、温度传感器及处理器MSP430F1611等器件构建一个具有倾角补偿的电子罗盘。实验结果表明,该电子罗盘具有体积小、重量轻、功耗低和精度高等特点。通过实验验证了该方案的可行性与有效性。     

MEMS光声气体传感器光声腔的研究

光声气体传感器在微量气体探测方面具有许多优势,光声气体传感器的MEMS化可降低成本,提高传感器性能,具有重要的实际意义.依据光声传感器的原理,结合MEMS加工技术,研究制作了一种光声腔,同时,进行了一定的理论模拟,为实现光声气体传感器的MEMS化打下重要基础.     

基于微位移定位系统MEMS梳齿位移传感器的研究

MEMS硫齿位移传感器是一种基于MEMS技术电容理论的传感器,具有体积小、重量轻、性能稳定、功耗低和易于集成等特点.首先探讨了梳齿传感器的工作原理,随后介绍了使用梳齿传感器有效检测微动工作台位移的方法,并进行了结构失效和梳齿电极不平行失效的可靠性分析.通过采用这种传感器可以达到提高微位移定位平台系统的集成度、精度、分辨...     

MEMS压力传感器现状及其在弹药上的应用

随着MEMS技术、集成电路技术和材料制备与特性研究工作的进展,必将使得MEMS压力传感器的批量生产、在弹药中的大量应用成为可能。系统地分析MEMS压力传感器的特点、分类及国内外发展现状,包括研究现状、产品现状和MEMS压力传感器在弹药中的应用,对相关的科学研究具有重要意义。     

针对不同类型热敏MEMS器件的高性能前置放大器设计

针对不同应用的热敏MEMS器件的界面电路设计高性能放大器,提出建立与CMOS工艺兼容的热敏MEMS器件前置放大器的IP库的概念。通过提取相关热敏器件的典型参数,设计低功耗、低噪声且分别符合精度和速度等特殊要求的前置放大器,对3种不同结构的放大器进行分析研究,并利用Cadence软件,基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺库进行设计仿真。仿真结果表明:3种不同结构的放大器可以用于相应性能要求的热敏MEMS器件中。     

一种基于MEMS传感器的无人飞艇航姿测量系统

提出了一种基于微机电系统(MEMS)惯性传感器的航姿测量系统。分析了一些传统姿态解算算法融合过程中的不足,提出一种高效的融合算法,利用梯度法将加速度计和磁力计对地球重力场和磁场矢量的观测量去修正陀螺给出的姿态信息。针对实际测量系统中振动对姿态的干扰问题,提出切比雪夫II型低通数字滤波器进行传感器数据预处理,并结合运动状态修正融合算法从而进一步抑制振动。通过实验表明:该系统的算法具有较低的计算负荷,能有效地估计出姿态,抑制振动有害加速度对姿态估计的影响,测量动态误差小于2°,静态误差小于0.8°。     

小量程MEMS电容式压力传感器的研究与发展

介绍了电容式传感器在小量程压力测量领域的优势和目前研制小量程MEMS电容式压力传感器的技术难点。从实现MEMS电容式传感器小量程压力测量的不同方法出发,详细论述了国内外的研究成果、关键技术及应用情况。最后分析总结了小量程MEMS电容式压力传感器的发展方向与挑战。     

MEMS壁剪应力传感器热效应的数值模拟

借助计算流体动力学(CFD)商业软件FLUENT,采用数值模拟的方法,对基于MEMS的壁剪应力传感器热交换效应进行了分析。计算结果表明:在壁剪应力传感器的热膜下方加入真空腔或者空气腔是十分必要的。针对水流中测量的计算结果显示,真空腔和空气腔在整个计算区域的温度场分布以及对流体的传热效率的差别不大,而空腔可以明显地减小底层的热损失,这对提高剪应力传感器的灵敏度是十分有利的。此外,MEMS壁剪应力传感器的尺寸效应对传热效率也存在影响。     

基于MEMS技术的气体传感器

综述了目前国内外主要MEMS气体传感器的原理,包括谐振式微悬臂梁型、声表面波型、阻抗变化型、声光法、气体光谱、催化燃烧式和高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)检测法。对各种传感器的特点进行了比较。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。