基于MEMS技术的汽车传感器研究进展

随着汽车传感器的迅速发展和对MEMS(微机电系统)技术研究的深入,基于MEMS技术的汽车传感器具有广阔的应用前景。本文就MEMS汽车传感器的研究应用现状、MEMS汽车传感器的分类、制作加工技术和工艺等进行了简述,并详细介绍了几种典型的MEMS汽车传感器,最后对MEMS汽车传感器今后的发展进行了探讨。     

基于MEMS传感器的体操动作识别

针对目前视觉动作识别方法中普遍存在的背景复杂、活动范围有限、个人隐私泄露等问题,设计了一套基于MEMS惯性传感器的体操动作识别系统。该系统主要通过构建传感器网络,采集人体进行体操运动时11个位置的加速度和角速度数据。基于预处理后的两类数据,计算样本均值、标准差、信息熵、均方误差等参数作为分类特征,建立支持向量机(SVM)分类模型,并对6种体操运动的动作进行了有效识别。实验结果表明,SVM算法较K-近邻、朴素贝叶斯、决策树等机器学习算法有更好的识别效果,平均识别率可达97%以上。     

汽车电气系统MEMS传感器可靠性设计研究

随着汽车传感器的迅速发展和MEMS(微机电系统)技术的深入研究,基于MEMS技术的汽车传感器具有广阔的应用前景.分析了汽车电气系统中MEMS传感器的可靠性设计研究应用现状及问题,提出了基于阶段主导可靠性因素的MEMS汽车传感器可靠性设计方法;对汽车应用环境下的失效模式、失效机理进行了讨论;并对如何对MEMS传感器系统寿命分布模型进行定量描述做了初步探讨.最后对MEMS汽车传感器可靠性今后的发展研究进行了探讨.     

浅析MEMS传感器在智能家居领域的应用

随着物联网技术的发展,智能家电已进入千家万户,从大到一台冰箱,小到一个开关的智能设备构成了智能家居体系.物联网使智能家电能通过互联网连接进行信息交换,智能家电感知外部世界获取信息则是通过传感器实现的.当前智能家居领域的应用场景不断细化,对传感器的尺寸、功耗、价格有了更高的需求.以下介绍MEMS传感器的技术及应用、MEM...     

智能热式流量传感器的PLD设计

针对智能传感器系统中微处理器工作速度慢、稳定性差等缺点,本文提出了一种采用PLD固化设计智能传感器的方法,并研究了基于PLD结构,利用状态机模型实现逻辑控制、利用WEDS表单实现标度变换、输出线性化等关键技术的方法。本文最后对比了不同方案对智能热式流量传感器的精度、频响范围、可靠性的影响,试验表明本方法比采用微处理器速度快、稳定性好,对于特殊环境下的传感器具有良好适应性。     

第九讲 光纤流量传感器

本讲介绍了四种流量传感器及其工作原理。这四种传感器是：涡轮式流量仪、压差式流量传感器，涡流冲击流量传感器，激光多普勒速度传感器。文中着重讲叙了传感器结构及原理，并给出部分输出曲线及公式，可供设计参考使用。     

基于MEMS的液压系统V锥传感器的仿真研究

在液压系统中,由于液压传动的特点以及液压油的局限性,在针对流量的测量过程中,目前很难找到比较理想的动态测量仪表.为了改善这一现状,在应用压力梯度法测量液压系统流量研究的基础上,将先进的MEMS技术与传统V锥流量传感器相结合,提出一种在管内直接获得压羞信号,进而测得流量的新方法.同时推导了流量-差压数学模型,并利用Fluent仿真了 V锥体关键参数(前锥角θ及等效直径比β)对流场性质的影响,仿真结果表明:前锥角的最佳取值范围为45°～60°,等效直径比的最佳取值范围为0.75～0.85.     

MEMS电场传感器测试技术研究及进展北大核心CSCD

传感器测试技术对于MEMS电场传感器的研制、试产与测量应用非常重要。文中在MEMS电场传感器研发基础上分析了晶圆级测试、器件级测试、测量标定等技术及发展现状,首先介绍MEMS电场传感器原理、结构设计和传感器件的制备工艺等特点。然后重点阐述现阶段研制MEMS电场传感器的晶圆级测试内容与测试方法、器件级测试内容和测量标定系统。最后分析了国内外MEMS电场传感器测试技术的局限性和发展趋势。在此基础上指出随着国内MEMS电场传感器深入应用,MEMS传感器件测试技术将会迎来快速发展期。     

基于MEMS静电场传感器在线监测二次压板电压技术

通过分析直流系统对地电容充、放电造成110 kV母差保护误跳闸和主变瓦斯保护误跳闸事件,提出一种基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)静电场传感器在线监测二次压板电压技术.利用MEMS 静电场敏感芯片监测二次压板下端接线柱电压极性和电压值,通过采集终端、集中监测管理单元接入保护信息系统,实现二次压板状态在线核对、自动巡视及预警.通过工程应用验证MEMS 静电场敏感芯片技术不但可以替代人工测量二次压板下端接线柱电压极性和电压值,而且可以在保护信息系统实现二次压板的巡检、状态告警提示和断路器分合闸状态、直流系统平衡桥接地情况监视等功能,大大提高了工作人员检查二次压板、断路器状态、直流系统平衡桥接地情况的效率,减少了人为因素的影响,提高了设备运行的安全性.     

Advanced Sensor Technology Based on Oxide Thin Film—MEMS Integration

Many of the most significant advances in achieving improved sensor performance have been tied to the integration of thin film oxides with micromachined and microelectronic technologies (MEMS). Arrays of microcantilever beams or microhotplates show great promise as chemical sensor platforms exhibiting enhanced selectivity and markedly reduced power dissipation. Microcantilever beams demonstrate exceptional sensitivity to chemical, thermal and other physical stimuli. Microhotplates, provide the opportunity to discriminate between chemical species by control of reaction rates. We review recent key developments in the micromachining of suitable structures, the means for incorporating active oxide films and the performance of individual and arrays of sensor devices.     

MEMS Resonator‐Based Insulated Voltage Sensor Withstanding Higher Voltage

The Si resonator is applied for measuring the voltage in a highly isolated manner. The working principle is based on the resonant frequency shift caused by the electrical field from the electrode connected to the high‐voltage source (supposing the battery). Here, the resonator is electrically floated, and its potential is decided by the relative position against the electrodes which are connected to the high voltage and the driving voltage. The induced voltage on the resonator is analyzed against the driving frequency. The resonance is found by the paired peaks in the amplitude curve. The setup for the electrical measurement can make the sensor system compact. A new sensor design for avoiding the electrical field concentration realizes the measurement over 400 V without the breakdown. This will match with the high‐voltage dc power supply system.     

基于光流技术的MEMS器件平面微运动测量

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各时刻不同相位的运动特性及其动态参数,提出利用光学测量方法,设计基于机器微视觉的MEMS动态分析仪.其实现机理是基于频闪成像原理获得MEMS谐振器一个周期内所需相位的清晰运动图像,结合光流技术对MEMS谐振器的运动序列图像做二维运动估计,从而得到其动态特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考.具有非接触性、测量精度高的特点.实验结果表明,该系统的测量重复性达7.1nm,能够很好地描述微谐振器的动态特性.     

MEMS技术在微型电磁继电器应用中的探讨

基于微机电系统(MEMS)技术研制的微型继电器具有体积小、功耗低、开关迅速、稳定性高等优势,将有效弥补传统电磁继电器和固态继电器之间的不足。以一种微机械电磁继电器为例,介绍了应用MEMS技术的微型电磁继电器的结构特点和工作原理,并分析了影响其动作性能指标的关键参数,最后介绍了MEMS加工制作工艺特点及今后的研究方向。     

基于微电子机械系统的光学电流传感器原理与设计

光学电流传感器解决了传统电流互感器的缺点，但仍然存在生产困难、性能易受环境温度影响等不足，MEMS作为一种新兴技术，可批量生产各种性能良好的微电子器件，该文提出了将MEMS技术用于检测高压交流电的光学电流传感器。高压侧的传感装置由Rogowski线圈、MEMS扭转微镜和双光纤准直器组成。文中介绍了器件的高压侧敏感原理和光学检出原理，给出了器件的结构参数条件、模态分析和温度补偿结果，并利用ANSYS与Matlab软件对器件的性能进行了仿真模拟和分析。理论结果表明：温度补偿后，温度变化±50K时测试误差为0.2%，400A、2000A电流下的灵敏度分别为0.001dB/A 与0.09dB/A, 说明了基于MEMS技术的光学电流传感器具有一定的研究价值。     

Design and Fabrication of a Lead Zirconate Titanate (PZT) Thin Film Acoustic Sensor

Piezoelectric MEMS acoustic sensors have potential applications in a wide variety of applications including hearing aids, surveillance, heart monitoring, etc. For each of these systems and many others, the acoustic sensors must be miniaturized and have low power requirements. A piezoelectric based microphone can provide a solution to these requirements, as they offer the ability to passively sense without the power requirements of condenser or piezoresistive microphone counterparts. This research effort reports on the design and fabrication of a piezoelectric PZT based acoustic sensor. A circular clamped membrane consisting of a dielectric for structural support and a piezoelectric actuator has been fabricated on a silicon wafer using silicon deep reactive ion etching (DRIE). Sensors ranging from 500–2000 microns in diameter have been fabricated and characterized using scanning laser Doppler vibrometry and calibrated acoustic tone sources. The PZT sensors exhibited a sensitivity of 97.9–920 nV/Pa depending on geometry.     

利用I2C总线实现DSP对CMOS图像传感器的控制

介绍了I^2C串行总线,TI公司的TMS320C32,OmniVision公司的OV7100的性能和特点。提出了一种利用DSP的多功能口实现I^2C总线控制方法。     

基于AVR单片机的自动切线机控制系统设计与应用

根据某企业对太阳能电池金属连接片精确剪切要求,设计了一种用AVR单片机为控制核心的自动折弯切线机.该设备用单片机控制步进电机实现送料、剪切等功能,用霍尔传感器和计数器实现计数,适用于较贵重的金属导体(例如金、银、铜等)的切断.     

基于Hammerstein模型的MAF传感器的动态非线性建模

改进了热膜式空气质量流量（MAF）传感器的静动态标定实验。基于Hammerstein模型描述MAF传感器。采用多项式回归分析建立其静态非线性环节的模型。针对动态线性环节,分别采用基于ARMAX、ARX、OE的模型进行建模。通过误差平方和的比较,确定利用基于输出误差（OE）模型的预报误差法所建立的模型的精度最高。再分别根据不同幅值输入时的实验数据,建立相应的多个模型,比较误差平方和,最终确定误差平方和最小的模型为传感器的模型。该模型精度高且适应性好,实现了MAF传感器在不同工况下模型的统一。