MEMS加速度传感器的引信数据采集系统设计

论述了侵彻引信系统的数据采集系统设计与实现。该系统采用MEMS阵列式加速度传感器获取冲击过程中的加速度值,将可测量加速度范围提高105g以上。利用FPGA芯片实现八路并行数据采集,通过对输入数据的有效选择和64阶数字FIR滤波处理,实现了高速冲击加速度的高精度测量;同时减小了引信数据采集系统的体积,提高了系统的可靠性,便于维护与升级。     

压阻式微型压力传感器敏感结构设计

在设计某一压阻式压力传感器特定敏感结构的过程中,对出现的技术难题进行了研究。文中的第2部分设计了弹性膜片的典型结构;第3部分设计了压敏电阻的尺寸以及阻值;第4部分使用ANSYS软件分析了弹性膜片在不同压力作用下的应力、应变分布,确定了压敏电阻在弹性膜片上的最佳分布位置。分析结果表明:压敏电阻距离弹性膜片边缘越近,灵敏度越高。同时计算了不同外界压力载荷和不同位置条件下压敏电阻的电压输出变化情况,提取了敏感膜片的固有频率和响应时间。文中响应时间曲线表明:所设计的微型压阻式压力传感器响应速度快,稳定时间仅为1.0×10~(-5)s。     

微引信保险机构设计与仿真

为了适应小口径弹药对引信微型化的要求,提出了一种新型的微引信保险机构.该机构具有发射保险和限位保险双重保险功能,发射保险利用弹丸发射时高过载引起的变形位移实现解脱,限位保险利用微结构侧壁间的微摩擦控制安全解除保险的时间.对微引信保险机构进行了有限元分析,得到了满足高过载条件的尺寸参数,建立了保险机构的动力学方程,对发射时解脱双重保险的可靠性进行了仿真验证.结果表明,该机构对于实现小口径弹丸引信的安全性和可靠性是可行的.     

基于MEMS的自适应钻地引信系统设计

借鉴已有的两种引信算法的优点,提出了一种更为灵活、应用更为广泛的自适应钻地引信算法。该算法中将"侵彻深度计算"和"复杂介质识别"相结合来控制炸点。通过以微机电系统研制的高g微阵列式加速度计作为引信关键部件,并借助可编程逻辑器件技术,给出了微系统下引信系统硬件实现方案。该方案适合复杂的作战环境,满足实时性要求。     

引信中应用的加速度传感器的研制

讨论了应用于引信中的高g微阵列式加速度传感器的设计理论、布阵方法和微加工工艺。讨论过程中,针对测量不同的加速度值,利用了不同的设计方法和加工工艺及二维传感阵列的布阵设计上的特点,将微加工中三维加工工艺与平面加工工艺相结合,利用体加工技术和高深宽比刻蚀技术,研制出了微阵列加速度传感器的样品。经测试表明符合使用要求,其结果为实用化奠定了基础。     

低g值硅压阻式加速度传感器的设计与分析

本文介绍一种低ｇ值双悬臂梁式硅压阻式加速度传感器新结构,通过理论分析与计算说明该结构的硅压阻式加速度传感器具有良好的输出性能。     

微机电系统的研究与应用

主要介绍了微机电系统的发展、设计与传统的加工工艺,并对MEMS的应用及发展前景作了简要概述。     

微机电系统技术进展

概述了微机电系统(MEMS)的发展史，综述了微机电系统(MEMS)领域所涉及的微材料、微机械设计和模拟、微细加工技术，微封装和测试等关键技术的研究现状．从微构件、微传感器、微执行器和专用MEMS集成系统等4方面的典型器件和典型系统，介绍了微机电系统在当今社会各个领域的广泛应用．     

微机电系统在航天器中的应用

小小的微机电系统（MEMS）在巨大的航天器构件的维护中能起关键作用。美国阿肯色州立大学的研究人员开发了一种灵敏的MEMS器件，它可以被整合到一个膨胀构件中，尽管它还不到２．５cm，但它可对构件的局部（张力和振动）和全局（系统的运动压力）进行监控。膨胀结构有很多用途，应用范围从通信天线至太阳能帆板。如太阳能帆板这样一个构件，可以被折叠压缩成一个书桌大小，打开后可有１．７km宽。然而，一个大型构件常常要受到放射线的损害或由于微小陨石的撞击出现小洞。柔性结构可以漂移，可以从原始位置处轻微移动，又能够保持恒定，…     

Study of Piezoresistive Micro Electro-Mechanical Accelerometer Design Platform

According to the inland micro electro-mechanical system （MEMS） process technique level, a design platform of piezoresistive micro electro-mechanical accelerometer is given. This platform is much more adaptable to the inland designer compared with the current MEMS CAD software. The design flow is presented in detail, and the key techique in the platform is analyzed amply. The structure design methodology is exemplified in the design of a piezoresistive accelerometer, and the accelerometer is the optimized structure for the given performance requirements. The accelerometer is now being manufactured.     

三轴压阻传感器在斜侵彻中的应用

介绍了在斜侵彻试验中高g值三轴压阻传感器的特性,进行了三组侵彻混凝土试验.三通道过载记录仪安装在弹体内,过载记录仪的传感器选用三轴压阻加速度计,可以记录弹丸发射、飞行、着靶侵彻过程中的实时加速度.分析了实测的减加速度曲线、着靶速度和侵深.为了保证测试数据的准确性,用Hopkinson杆和激光光栅干涉仪校准了三轴加速度计的冲击灵敏度和横向灵敏度.     

GSM和GPS频段的单极子可重构天线的设计

该文提出了一种新型的频率可重构微带缝隙天线,通过在曲折缝隙上加载MEMS开关,实现了良好的频率可调特性,即在GSM900,DCS 1800,PCS 1900和GPS频段的切换。谐振缝隙采用主缝隙和平面曲折缝隙结构,天线结构更加紧凑,尺寸较传统直缝隙天线减小了40%。     

Doppler Signal Simulation and Analytic System for Radio Fuze

A system for simulating and analyzing the Doppler signal of air-target fuse is established by constructing two parts: Doppler signal testing with simulation and Doppler signal analysis. The first part establishes the near-field target characteristic model where the Doppler spectrum in different encounter condition is obtained. The second part mainly deals with a general purpose hardware platform to obtain and process the Doppler signal as well as a software to estimate the Doppler spectrum. The model and the result of Doppler spectrum analysis were verified by experiments.     

Doppler Signal Simulation and Analytic System for Radio Fuze

A system for simulating and analyzing the Doppler signal of air-target fuse is established by constructing two parts:Doppler signal testing with simulation and Doppler signal analysis.The first part establishes the near-field target characteristic model where the Doppler spectrum in different encounter condition is obtained.The second part mainly deals with a general purpose hardware platform to obtain and process the Doppler signal as well as a software to estimate the Doppler spectrum.The model and the result of Doppler spectrum analysis were verified by experiments.     

A Fully Differential Interface Circuit of Closed-loop Accelerometer with Force Feedback Linearization

In this paper,a fifth-order fully differential interface circuit（ IC） is presented to improve the noise performance for micromechanical sigma-delta（ Σ-Δ） accelerometer. A lead compensator is adopted to ensure the stability of the closed-loop high-order system. A low noise capacitance detection circuit is described with a correlated-double-sampling（ CDS） technique to decrease 1 /f noise and offset of the operational amplifier. This paper also proposes a self-test technique for the interface circuit to test the harmonic distortion. An electrostatic force feedback linearization circuit is presented to reduce the harmonic distortion resulting in larger dynamic range（ DR）. The layout of the IC is implemented in a standard 0. 6 μm CMOS technology and operates at a sampling frequency of 250 kHz. The interface consumes 20 mW from a 5 V supply. The post-simulation results indicate that the noise floor of the digital accelerometer is about- 140 dBV /Hz1 /2at low frequency. The sensitivity is 2. 5 V /g and the nonlinearity is 0. 11%. The self-test function is achieved with 98. 2 dB thirdorder harmonic distortion detection based on the electrostatic force feedback linearization.     

引信安全系统基本理论的建立

本文提出了一系列引信安全系统的概念和设计思想,进而建立了引信安全系统基本理论及其数学方法,这个理论认为,任一引信安全系统都是由有限个能够独立地影响系统状态的保险要素构成的实体系统,并且系统解除保险过程仅是系统保险程度逐渐改变的动态过程,这些理论和方法可用来分析引信安全系统的解除保险过程,和指导引信安全系统的设计。     

引信安全系统惯性保险技术研究

为了解决配用于155mm弹种的引信瞎火问题,对引信安全系统惯性保险技术进行了研究.通过增加闭锁装置,完成了引信安全系统惯性保险的重新设计,并先后进行了安全系统惯性保险作用可靠性的理论分析与计算,以及引信安全性跌落试验.理论分析计算与试验结果表明:重新设计改进以后的安全系统惯性保险机构,既能保证1.5m跌落安全,又可满足发射时可靠地解除保险的要求.     

微机电系统及其应用

概述了微机电系统（MEMS）的发展历史及基本技术原理,介绍了MEMS技术在航空航天、医药卫生、光学器件、微能源等方面的应用情况,并对其以后的发展作出展望.