静电刚度式谐振微加速度计设计

运用梁的横向振动特性分析了梁振动频率与平行板电容形成的静电刚度的关系,并以此设计了静电刚度式谐振微加速度计。在加速度作用下,检测质量产生的惯性力使电容器极板发生位移来改变电容结构的间隙大小,从而使谐振频率发生变化,通过检测频率变化量来测量输入加速度的大小。根据加速度计的工作原理说明检测过程中梁的机械刚度保持不变,只与产生静电刚度的电容间隙变化相关,减小了检测信号对机械误差与残余应力的依赖性。运用加工参数进行理论计算得出加速度计的灵敏度为21．17Hz／gn,在CoventorWare2005中进行仿真表明：加速度计的固有频率为23．94kHz,灵敏度约为20Hz／gn,与理论设计值相近。     

三维MEMS加速度计的性能测试方法与分析

文章针对一种三维MEMS加速度计,提出了三维加速度计的测试方法,并根据测试结果对此加速度计进行了性能分析。通过对其设计原理和内部结构的描述,指出该型MEMS加速度计的结构优点及性能特点。针对该加速度计,作者设计了测试装置,制作了测试电路,并在文章中详细描述了测试原理及整个测试过程。分别在三个方向上,对此三维MEMS加速度计进行了多次对比测试,同时采集包括标准加速度计输出和MEMS加速度计三向输出在内的四路信号,以便进行冲击方向上两加速度计的横向对比和三向MEMS加速度计的轴间耦合分析。测试结果表明,此测试方法和装置是可靠有效的,且具有一定的通用性可用于其它类似传感器的测试分析中。     

HEMT微加速度计的结构优化设计

为满足HEMT微加速度计的高结构灵敏度和输出灵敏度的要求,对微加速度计的弹性结构进行了优化设计,得到一种全新的微加速度计折梁结构.利用ANSYS有限元分析软件对加速度计原结构和新结构进行仿真,通过计算和分析比较,结果表明:优化后加速度计结构合理,满足设计目标,新结构的结构灵敏度提高了1个数量级,输出灵敏度比之前增大了3倍.     

复合梁加速度计的设计

为了解决现有侵彻环境下高g加速度传感器因过载失效的问题,提出了一种复合梁双框架结构的高g压阻加速度计。对复合梁结构和传统结构的频率、应力、位移进行了分析和比较,复合梁加速度计具有更宽的频率响应范围和更好的抗冲击性能。根据设计的结构对复合梁加速度计的加工工艺进行了研究,为进一步的结构设计优化以及后续的加工提供了有价值的参考依据。     

基于MEMS加速度计的输入系统的研究

该文章介绍了一种新的电脑无线输入系统,使用MEMS微加速度计作为系统的敏感元器件.该输入系统包括发射端和接收端两个子系统.文章分别从工作原理、软硬件设计等方面介绍了该输入系统,包括所使用的微加速度计、微处理器和传输模块,并给出了输入系统的第一代实际PCB原型.并且在二维的基础上扩展了微加速度计在三维的应用,设计了一个新的三维模型,并进行了试验的验证.     

新型三轴微加速度计设计

新型三轴微加速度计采用单一惯性质量,由四组L型梁对称布置支撑;利用差分电容作为检测接口,测量由于惯性力而引起惯性质量的微动位移;电容的差分结构有利于提高微加速度计的检测性能,实现系统静电力反馈闭环控制.利用ICP深刻蚀技术和静电键合技术等微机电系统工艺完成微加速度计的制作.具有体积小、灵敏度高、功耗小等优点,能够广泛应用于导航系统、汽车工业、PC游戏设备以及其他一些消费电子产品领域.     

基于隧道磁阻效应的单轴加速度计研究

提出了一种基于隧道磁阻效应的单轴加速度计。阐述了隧道磁阻加速度计的结构原理,在线性加速度计等效模型基础上推导了加速度计的位移响应公式;构建圆柱形永磁体的磁场分布模型,借助平动位移和磁场强度分布曲线近似推导了磁场强度与位移之间的关系式;结合隧道磁阻线性磁场传感器的线性特性,推导了输入加速度与隧道磁阻线性磁场传感器输出电压的关系式;对隧道磁阻加速度计进行运动特性进行了仿真,设计了隧道磁阻效应加速度计测控电路,并进行了实验验证。实验结果表明:在弹性梁的长、宽高分别为8,1. 8,50 mm以及TMR传感器与永磁体底面竖直距离为5 mm时,隧道磁阻式加速度计的标度因数为307. 03 mV/gn,偏置稳定性为206. 4μgn,非线性度为1. 65%。     

三梁-质量块敏感结构高性能压阻式碰撞加速度计

研究了一种主要应用于碰撞测试领域的硅微机械高性能压阻式加速度计,量程范围为2 000 gn.为满足技术性能要求,加速度计采用一种三梁-质量块结合梳齿阻尼器的新颖结构,从而可以同时具有高灵敏度及高动态特性(包括高谐振频率及精确阻尼控制).这种加速度计采用n型(100)普通硅片制作,主要工艺过程包括双面ICP深刻蚀和压阻集成工艺.振动台测试结果表明,加速度计的灵敏度为0.11 mV/gn/5 V,谐振频率为31 kHz,灵敏度±5%变化下平坦带宽大于5 kHz.采用落杆测试法测试了加速度计的冲击响应及0～2 000 gn满量程范围内的非线性度.封装后的加速度计承受15 000 gn的冲击测试后没有受到损坏.     

随机振动环境中双端四梁结构微加速度计的寿命预测方法

微加速度计可完成运动载体加速度信息的获取,主要应用于航天、航空等伴随振动干扰的惯导领域。为分析微加速度计在振动环境下的寿命指标,本文提出一种随机振动加速恒定应力下的微加速度计可靠性试验与寿命预测方法。针对双端四梁结构微加速度计在振动应力下的典型失效模式,采用加速恒定应力试验方法并对试验数据统计分析,由各加速应力下的形状参数估计值满足Weibull分布参数恒等的约束条件,利用逆幂律模型建立了微加速度计的可靠度预测模型,并合理预测出微加速度计在正常振动应力下的工作状态。预测结果表明：某型号双端四梁结构微加速度计在正常振动应力下可靠度优于0.9时,寿命可达895 h。     

微加速度计固有频率的推导及验证

为了解决压阻式加速度计的动态特性欠佳的共性,避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏,在结构设计过程中选择合理固有频率是至关重要的。本文就针对一种四边八梁结构的高gn值压阻式加速度计,通过力学知识,简化结构并推导出其固有频率的理论计算公式,并利用有限元仿真软件和测试高gn值加速度计频率特性的方法,对此理论公式进行了仿真和实验验证,证明此理论公式的正确性和可用性。这样,在加速度计结构的设计过程中,可以直接利用此公式计算出结构的固有频率,从而减化加速度计的结构设计和优化过程,设计出最合理的固有频率结构。     

基于小波变换的无驱动结构微机械陀螺信号自旋频率的提取

针对一种新型陀螺,它能敏感旋转载体的俯仰、偏航和滚转角速度,敏感信号是一种调幅波信号,载波频率是自旋频率,包络是横向角速度。实际应用中,需要精确提取自旋频率。基于此,提出了一种提取载波频率的新的方法——小波变换构造解析函数法,对自旋频率解算算法进行了理论推导,并通过MATLAB软件对噪声比为30 dB的模拟陀螺调幅波信号进行了自旋频率的提取和误差分析,其中Hilbert变换相对误差为0.033 6,小波变换相对误差为0.017 8。对三轴精密转台实时测试的横向角速度为180°/s的陀螺信号进行了自旋频率的提取和误差分析,其中Hilbert变换相对误差为0.035 9,均方差MSE为7.915 9;小波变换相对误差为0.001 8,均方差MSE为0.293 7。小波变换较Hilbert变换求解自旋频率精度提高二十倍,降噪性能和频率稳定性更好。     

基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计

针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题,使用SolidWorks建立数字模型,将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件,进行拓扑优化设计。对T形结构在载荷作用下进行最优化设计,建立以单元材料密度为设计变量,以结构最小柔顺度为目标函数,以质量减少百分比为约束函数的数学模型。采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模块进行拓扑优化设计,对比优化前、后结构的应力和变形,可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。     

线点包容检测算法

提出的算法是先以快速的方法判断线与多边形是否有交点,如有,则求出线与多边形的各个交点,将交点进行排序,将此线按交点顺序分为多段;如果无交点,则此线只有一段。检测各段中点是否位于多边形内,如果位于内部,则此段在内,否则此段在外。以倾斜射线法检测点的包容性,其特点是此射线不与多边形的顶点或边重合,无须作特殊情况的处理,计算区域小,因而计算量小,对自相交多边形及带孔多边形等多类情况同样适用。通过编写程序计算验证表明,此算法简单有效、稳定可靠,适用于多类情况。     

X频段八波束接收组件的设计与实现

针对X频段多波束有源相控阵系统的高集成、小型化、多波束等需求,设计了一款高集成、小型化的瓦片式八波束接收组件,该组件基于多层印制板技术,纵向实现了众多有源器件以及八套波束合路网络高密度布局,实现了组件的高集成化;针对组件的八波束合成需求,基于Wilkinson功分器的形式设计了一款小型化的高效合路网络,在7.5-9 GHz范围内,其插入损耗小于13 dB,端口间隔离度小于-20 dB,输出驻波比小于1.2,通道间幅相一致性良好;为降低组件内部信号的传输损耗,对组件内部的垂直互联结构进行了建模分析,得到不同结构参数对其传输性能的影响,通过优化结构参数的方法实现信号的低损耗传输。在此基础上对组件进行了加工实现,经测试,在7.5-9 GHz范围内,组件输出通道增益大于18 dB,输出驻波比小于1.5,通道间相位一致性小于±5°,尺寸仅有80 mm × 80 mm × 7.66 mm。     

微机械气流式水平姿态传感器的结构研究

确定了微机械气流式水平姿态传感器2只热敏电阻器的最佳距离。采用有限元方法,利用ANSYS-FLOTRAN CFD软件,计算了在不同倾斜状态下两热敏电阻器间距对敏感元件内流场分布的影响。计算结果表明：当两热敏电阻器的间距d改变时,温度场和流场都发生变化;在热敏电阻器加热功率一定的情况下,2只热敏电阻器处气流速度差△v与倾角的关系曲线也随d发生变化。d=400μm时,线性范围最小,斜率最小;当d=300μm时,线性最好,斜率较大;d=200μm时,线性范围较窄,斜率最大。当d=400μm时,传感器线性范围最小,灵敏度最小;当d=300μm时,传感器的线性最好,灵敏度比较大;d=200μm时,线性范围较窄,灵敏度最大。综合比较,取d=300μm为最佳方案。     

MPC860芯片及其存储器控制技术应用研究

MPC860芯片是Motorola公司生产的一种功能强大的PowerPC通信控制芯片,广泛应用于大型通信与实时控制系统。为充分发挥MPC860芯片的强大控制功能,提高数据通信率,必须使用大容量的flash RPROM（快速闪烁存储器）与SDRAM（同步动态存储器）。然而因为存储器芯片制造工艺的提高、存储容量的扩大,存储器芯片的控制时序也变得更复杂。MPC860芯片在设计制造过程中,增加了外围存储器的控制逻辑,减少应用者开发时的困难。MPC860芯片的存储器控制功能增加的同时,也提高了MPC860芯片的生存能力。针对MPC860芯片的强大功能,本文对MPC860芯片的存储器控制技术进行了深入研究,并提出了解决多机访问MPC860芯片管理的存储器的控制技术。     

基于云模型编码算法的图像消噪研究

为了提高图像消噪的质量,采用云模型编码算法。首先通过正态云发生器产生云 滴;接着正云滴映射为图像中大于平均灰度的像素,负云滴映射为图像中小于平均灰度的像素, 不同云滴的编码则表示不同的像素的灰度特征;然后根据编码规则将图像子块分为平滑块和非 平滑块,平滑块区域保持其增强质量;最后给出了基于云模型编码算法的图像消噪模型和算法 流程。实验仿真显示该文算法对图像消噪效果最好,能以较大概率找到全局最优解。     

差动感应式扭矩传感器及其有限元分析

扭矩是机械设备运行状态的重要监测信息,设计了一种新型差动感应式扭矩传感器,其输出绕组采用分段差动式串接,工作时首先利用弹性轴拾取扭矩信号,再通过电磁感应原理将负载扭矩转换成输出绕组的感应电动势。根据欧姆定律和磁路的基本定律推导了传感器的输出特性,并建立了传感器的有限元模型,对传感器在空载和负载运行时的磁场情况进行了仿真,验证了测量原理的正确性。采用高精度扭力扳手对传感器样机进行了标定,结果是灵敏度约为32.6 mV/(N·m),线性误差约为0.24%,重复性误差约为0.16%,迟滞误差约为0.18%。     

RCM理论应用于ATM维护管理的探讨

运用RCM理论的分析方法——FMEA方法,研究探讨了ATM维护管理策略。以某品牌ATM作为研究的对象,确定ATM吐钞机模块为关键模块,对吐钞机模块进行分析,列出故障等级,制定维护策略。根据FMEA的分析结果,制定维护计划,调整维护大纲。通过对比07年和08年的检验数据,对实施效果进行了评估,得出结论：效果改善明显。     

无形是形 形(型)——空间创造的途径

自从有建筑以来,就有关于空间的话题。建筑本来是朴素具体的东西,是与日常生活密切相关的事物。对空间的认知亦是如此,本文以单纯直接的命题,揭示空间的本义和认识创造的途径。即:空间就是形(型)。实体是型,虚体亦是型。有形是形,无形亦是形。空间的特征就是形态的特征,空间的表情就是形态的表情。空间的色彩就是形态的色彩,矛盾的空间就是矛盾的形(型)。空间构成就是形的构成,空间质感就是形态的质感。