基于微加速度计的低功耗无线惯性鼠标的设计

提出了一种基于微加速度计的无线惯性鼠标的设计方案。该方案以微加速度计ADXL213作为信号检测元件,并采用低功耗处理器MSP430F135和RF芯片nRF401进行信号处理与无线传输。按该方案设计的鼠标结构简单、密封性好,在降低鼠标功耗和提高鼠标使用灵活性等方面具有较大的应用前景。     

MEMS加速度计的GPS终端的低功耗系统设计

锂电池供电的便携式GPS定位终端,其待机时间是影响产品实际应用的一个主要因素。采用MEMS加速度计作为运动检测开关,在后台辨别目标体的动静状态,决定系统CPU工作的工作状态,合理配置GPS、GSM各模块的工作模式,优化整个的节电工作状态,可延长终端待机时长。     

平面振动式微硅型加速度计的结构设计

详细介绍了一种平面振动式微硅型加速度计的工作原理，并用理论力学和材料力学阐述了这种加速度计的结构设计方法。     

基于微加速度计的鼠标系统设计

设计了一种新型的输入设备--微加速度计鼠标系统,该系统融合了MEMS微加速度计和无线射频技术,能够实现传统鼠标的功能.该系统由用户控制和信号接收两部分组成.无线射频技术使得用户控制模块能够摆脱线缆的束缚,在空中自由运动,并可通过人体任何部位进行控制.二维旋转角算法和按键模拟算法的提出,使该鼠标系统能达到比传统鼠标更高的控制精度、更高的DPI,实现无按键的操作.     

基于微加速度计的虚拟呼啦圈

传统呼啦圈为实体产品,体积大,不易随身携带,使用不当有可能损害身体健康。设计了一种基于微加速度计的新型虚拟呼啦圈,能够将腰部的扭动转化为同步的LED点阵屏转动,采用带有微加速度计的信号检测模块对腰部扭动的加速度数据进行采集和预处理,处理后的数据通过射频通信方式发送给显示模块,显示模块显示相关的运动参数以及与腰部扭动同步的LED点阵屏转动,以实现一种虚拟转呼啦圈的效果。该虚拟呼啦圈具有体积小、无损健康等特点,能达到与传统呼啦圈类似的运动目的。     

基于MEMS电容式加速度计的闭环读出电路设计

设计了面向圆片级封装的一种闭环加速度计读出电路.在基于电容式微加速度计结构的读出电路设计中考虑了寄生电容对整个系统的影响.用MATLAB SIMULINK对所设计的读出电路进行了建模仿真.在仿真过程中分析了噪声、圆片级封装与普通封装的寄生参数及实际工艺中流水结构的不对称性的影响并进行了比较.结果表明,所设计传感器及读出电路的非线性误差在量程±20 gn范围内小于0.5％;圆片级封装的稳定时间在2 ms,小于普通封装的稳定时间;基于圆片级封装的对称性梳齿结构的输出电压灵敏度为328 mV/gn.     

基于PSO-BP神经网络的MEMS加速度计温度补偿

针对扭摆式硅微加速度计的温漂问题,在对比分析不同算法补偿效果的基础上,提出了基于自适应权重粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络温度补偿方法,同时借鉴传统遗传算法中的变异思想,在PSO算法中引入变异操作,克服了BP神经网络易陷入局部极值缺陷,且温度补偿精度相对其他算法更具有全局性,达到了高精度实时温度补偿效果。测试结果表明:补偿后的标度因数温度系数、全温零偏极差和非线性分别由141×10~(-6)/℃,109. 111 mgn和2223×10~(-6)减小为13. 22×10~(-6)/℃,9. 941 mgn和294×10~(-6),验证了提出方法的优越性和实用性。     

基于微加速度计的AIR-MOUSE的研究

本文研究了一种基于微加速度计原理的空中鼠标.该鼠标采用微加速度计来检测手部运动的角度和速度等参数,并通过射频无线传输和USB接口实现与计算机的通信.本文介绍微加速度计、微控制器、无线射频模块、USB通讯等的集成研究,并对无线传输模块的软硬件做了详细阐述.     

基于MEMS指环式低功耗无线三维鼠标的设计

该文采用微机电系统MEMS(micro-electro-mechanic system)中典型的微机械加速度传感器MMA7260,TI MSP430AFE253超低功耗控制器,及低功耗nRF2401无线射频模块,设计了超低功耗体积小指环式三维空中无线鼠标,通过传感器检测移动加速度,再利用二重积分进行计算,能计算出对象的移动位移和速度,并通过指定的USB协议向PC机发送指令.文中设计已经样品化,在作为鼠标应用上有良好的操作表现,文中对其硬件原理设计及接口的实现作出详细的阐述.     

非硅MEMS电容式微加速度计的测控电路设计

为了提高MEMS微加速度计的量程和抗过载能力,设计了基于UV-LIGA技术的非硅MEMS电容式微加速度计。针对该加速度计,设计了基于相敏解调的差分电容测控电路。检测通道主要由前置级电荷积分放大电路、带通滤波电路、相敏解调器、低通滤波以及电平转换电路组成,反馈通道由低通滤波和加法电路组成。完成了微加速度计测控电路的调试和检测通道的标定实验,实验表明:检测通道的量程约为±6 pF,灵敏度为89.3 mV/pF,线性度为2.59%,满足加速度计检测通道的要求。     

多轴微加速度传感器的进展

微加速度传感器是微型惯性组合测量系统的核心器件。随着MEMS技术的不断发展,单轴微加速度传感器的技术已日趋成熟,多轴微加速度传感器的研究正成为MEMS领域的热点。基于多轴微加速度传感器典型实例的介绍,评述了近年来该领域的进展,并就其未来的发展作了展望。     

压阻式高量程微加速度计的冲击校准

采用体硅微机械加工技术和扩散技术,制作压阻式高量程微加速度计,设计量程为50000gn。芯片材料为单晶硅,采用双列扁平陶瓷封装。为了测量其动态灵敏度,使用Hopkinson杆在约40000gn的加速度水平下进行了冲击校准。在电桥电压为6.33V的情况下,被测微加速度计的灵敏度为1.26μV/gn。     

叉指式微结构加速度传感器刚度的力法求解

采用结构力学的力法,建立了求解叉指式微结构加速度传感器刚度的力学模型。与材料力学方法相比,简化了推导过程,得到了便于微机计算的结论。     

叉指微加速度计的设计与闭环检测研究

设计了一种“叉指式”微机械加速度计和相应的闭环检测电路,介绍了此微加速度计的加工工艺,并使用Ansys软件进行了模态分析和机械分析,仿真结果跟理论计算相吻合。最后对该闭环微加速度计进行了测试,得到的测量线性度为2.5%,刻度因子为3V/g。     

Fiber-Optic Laser Doppler Vibrometer to Dynamically Measure MEMS Actuator With In-Plane Motion

An on-axis laser Doppler vibrometer (LDV), where the direction of the incident beam is the same as the direction of the movement of the actuator, intrinsically offers an accurate dynamic measurement, although it cannot be currently applied to MEMS actuators with in-plane motion due to its limited access to the sidewall. The only currently available method is an off-axis LDV, which still shows serious measurement errors, depending on the target surface pattern of the device. In this paper, an on-axis fiber-optic LDV (FLDV) with a 45 $^{circ}$-angled optical fiber is proposed as a means of measuring the in-plane motion of a MEMS actuator. The device demonstrated displacements in the range between 6.5 $muhbox{m}$ at 2 Hz and 11.0 $muhbox{m}$ at 280 Hz, corresponding to the minimum and maximum velocities of 81.6 $muhbox{m/s}$ and 19.3 mm/s, respectively. The measurement capability of the proposed FLDV is then confirmed to cover the movement of most MEMS actuators such that it can greatly enhance the flexibility of dynamic measurements in MEMS actuators. $ hfill$[2008-0297]      

System-level modeling and simulation for an electrostatic-feedback microaccelerometer based on equivalent electrical representation

A rapid and accurate system-level modeling and simulation for a novel electrostatic-feedback microaccelerometer, based on equivalent networks and electrical analogies, are presented in this paper. With the employment of the structured design strategy, the system is hierarchically decomposed at first, and the macromodel of the elementary transducer (a variable capacitor), is accordingly generated using the nodal analysis method, with the form of matrix or network. Based on this, the two types of differential capacitors, which respectively serve as sense and feedback elements, are mainly discussed and modeled. Expressed as equivalent circuits, they are coupled with the outside components, constructing an equivalent electrical representation that describes the completed mixed-domain system. The validity of the proposed model is verified by a good agreement between the simulation results implemented in the electrical simulator, OrCAD/Pspice, and those from VHDL-AMS approach. Then, some dynamic characteristics of the system are discussed. This computational prototyping provides a valuable foundation for further predictable optimal design for the product, with great benefit in reducing the costs and improving the effectiveness.     

基于MEMS的生物微传感技术

微电子机械系统(MEMS)技术为生物微传感器和生物芯片的研制以及实现小型化、便携式、低成本,高灵敏度的生化片上系统提供了有力的技术支持。综述了基于MEMS的生物微传感技术,介绍了生物微传感器和生物芯片的原理、结构、分类及应用,并探讨了其发展和应用前景。     

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。