悬臂梁式微加速度计动力学分析

微加速度计是MEMS的关键部分之一.为保证微加速度计工作时的精确性和稳定性,对其进行动力学特性分析具有十分重要的理论意义.通过建立系统等效模型,再从悬臂梁的振动特性和气动性能等两部分进行了研究.对于振动特性,运用有限元分析软件ANSYS Workbench进行了模态分析,得到了前六阶振动频率和振型.在谐响应分析下,得到了悬臂梁不同频率的应力频率响应和位移频率响应曲线,由此确定了悬臂梁式微加速度计的频响范围;对于气动性能,主要是从悬臂梁与容器壁面间隙在1~9μm来研究悬臂梁.利用流体计算软件FLUENT研究了悬臂梁周围截面流场及其悬臂梁流场的变化,得到了悬臂梁周围截面流场的压力分布和流速分布图,以及在不同间隙情况下悬臂梁表面的压强分布和流速分布图.最后得出,当间隙为5μm时,气体对悬臂梁的阻尼影响最小,微加速度计的量程最大,从而得出了这种悬臂梁式微加速度计的量程.     

隧道开挖对邻近土体位移影响的数值分析

在城市修建地铁的过程中,隧道洞口开挖会不可避免地对隧道洞口周围的土体产生影响。采用有限差分软件FLAC3D来分析由于隧道开挖而引起的土体位移。在数值模型中,假设衬砌为线弹性材料;而土体则是由Mohr--Coulomb破坏准则控制的弹塑性材料。将采用有限差分软件计算得到的土体位移结果同采用解析法以及经验法得到的位移结果进行对比。并结合不同土层刚度以及衬砌刚度的情况,来分析以上两个因素对土体位移的影响。经过分析得到的结果表明：（1）通过有限差分软件计算得到的地表土体沉降曲线能够与采用解析法以及经验法得到的沉降曲线很好的吻合,但是采用数值方法得到的沉降曲线相对较宽并且较浅。（2）在上软下硬土层中,地表土体的最大沉降值将变大而沉降曲线将变窄;而在上硬下软土层中,地表土体的最大沉降值将变小而沉降曲线将变宽。（3）随着衬砌刚度的增大,土体的位移将会减小。     

四阶Sigma-Delta微加速度计系统设计与分析

为了降低Sigma-Delta（ΣΔ）微机械加速度计量化噪声,提高系统分辨率,完成了一种单环四阶ΣΔ微加速度计的分析与设计,建立了系统的线性模型,并在此基础上,采用根轨迹法分析了系统稳定性.理论分析表明所建立的四阶ΣΔ微加速度计系统在噪声特性、死区、空闲音方面都具有优良的特性.在系统级的分析与讨论基础上,实现了传感器接...     

一种光纤加速度计传感原理的物理学分析

给出了一种相位调制型Mach-Zender光纤加速度传感器,阐述了该种干涉型光纤加速度计的结构设计及工作原理．通过对该光纤加速度传感系统的力学模型的分析,详细推导出了反映被测信号的加速度与干涉输出的相位差之间的关系表达式,并讨论了决定加速度相位灵敏度的相应参数．     

微机械加速度计内部噪声影响的对比分析

以一种新型的梳状栅电容结构微机械加速度计为研究对象,对比分析机械热噪声和量子噪声对其检测精度的影响。研究结果表明,当微机械加速度传感器的结构尺寸接近纳米尺度时,在一定的温度条件下,量子噪声取代了机械热噪声成为影响加速度传感器自身噪声性能的主要因素,且量子噪声等效加速度大于机械热噪声等效加速度的温度临界点随着器件结构尺寸的减小而增大。     

基于硅纳米线检测的微加速度计设计与噪声分析

利用硅纳米线压阻系数比压敏电阻压阻系数高的特性,设计了一种基于硅纳米线的加速度计.首先对硅纳米线微加速度计结构参数进行了设计,利用ANSYS软件对微加速度计结构进行静态分析;其次利用COMSOL对硅纳米线压阻系数进行了仿真计算;最后对其总灵敏度进行计算,并对微加速度计的噪声进行了分析计算.仿真结果表明,该款硅纳米线微加速度计的理论灵敏度达到35.09 mV/g,带宽为5 784Hz,噪声为4.7μg/(Hz)(1/2).     

考虑梳齿动态特性的微加速度计敏感结构等效电学模型

为确保Σ△(sigma-delta)微加速度计系统仿真的正确性,提出一种改进的敏感结构等效电学模型.在分析传统敏感结构等效电学模型局限性的基础上,研究了结构梳齿在外力作用下发生弯曲对闭环系统的影响和使∑△闭环反馈失效的机理,分析了梳齿弯曲对质量块所受静电合力的影响,结合传统电学模型,建立了包含梳齿弯曲因素的改进的等效电学模型.在微加速度计系统仿真中,利用敏感结构的传统模型并不能反映出调制器失效特性,输出显示调制器仍然正常工作,而利用所建立的敏感结构电学模型能够准确的表现出∑△反馈失效现象,为电路仿真的准确性提供了保障.     

Sigma-Delta微加速度计改进型梳状滤波器的设计

为了改善Sigma-Delta微加速度计中梳状滤波器的性能,提高输出信号的信噪比,通过调整梳状滤波器的零点位置,可以得到改进型的梳状滤波器.研究表明,改进型梳状滤波器在不同的零点位置,表现出不同的量化噪声过滤性能.于是,利用遗传算法可以快速的求出输出量化噪声最小时的零点位置最优值.并通过对比四阶梳状滤波器和改进型梳状滤波器的幅频特性,发现改进型梳状滤波器在折叠区域有着更快速的截止性能,因此这种改进型梳状滤波器比经典型梳状滤波器有着更好的量化噪声过滤性能.     

隧道Park收敛模式正交下穿既有隧道影响分析

针对传统力控制方法分析隧道正交下穿引起的地表和既有隧道变形过程复杂的问题,基于Park收敛模型,采用位移控制方法对隧道开挖引起的地表沉降以及既有隧道拱底变形进行研究。首先,通过将工程实例地表沉降数据、所提方法以及传统力控制方法的结果进行对比,验证位移控制方法在研究新建隧道垂直下穿既有隧道问题中的合理性,然后使用Park的4种隧道收敛模式作为新建隧道的边界条件进行进一步分析。结果表明:在给定隧道拱顶位移g的情况下,Park的4种收敛模式引起的地表沉降槽、隧道拱底变形的形状和数值均存在一定差异;相同土体损失和g值时,收敛模式对地表沉降和隧道拱底变形的影响由大到小依次为圆形非均匀收敛、椭圆形收敛、椭圆形非均匀收敛、均匀收敛,其中椭圆形收敛与椭圆形非均匀收敛的影响较为接近,均匀收敛与实际的拟合效果最差。隧道正交下穿既有隧道导致的地表沉降与地层中既有隧道变形模式不同,当隧道间距一定时,地表沉降为高斯曲线,而隧道变形可能表现为"W"形。     

浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的求解方法

把浅埋盾构隧道简化为半无限平面的挖孔问题,采用平面弹性理论的复变函数方法,推导了反应位移法中浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的解析公式。设定不同的埋深和土体泊松比,计算了隧道周边的压缩和剪切地基弹簧刚度,讨论了隧道埋深和土体泊松比对刚度的影响,以及压缩和剪切地基弹簧刚度的关系。结果表明：浅埋隧道与深埋隧道的地基弹簧刚度存在差异;隧道埋深和土体泊松比对地基弹簧刚度的大小和分布规律影响很大;浅埋隧道的剪切与压缩地基弹簧刚度之比沿隧道周边变化。     

一种高精度低量程隧道陀螺仪的隧道电流效应分析

针对微卫星所用高灵敏、低量程陀螺的需求,提出了一种高精度低量程隧道式陀螺仪的新结构,对隧道陀螺的基本组成部件进行了详细的分析,并介绍了其工作原理.设计了隧道陀螺仪的隧道电流测试方案,采用HP4156C高精度半导体参数测试仪对传感器的隧道电流效应进行了测试,并对隧道电流效应进行了理论分析,在此理论分析的基础上对测试数据进行了归纳与分析,得到器件势垒高度的值分别为0.518 eV,0.555 eV.验证结果表明:本结构隧道电流效应明显,器件有较高的灵敏度.     

基于加速度传感器的人体姿态跟踪角度算法

人类肢体的运动可以简化为像连杆的刚性运动,而运动着的四肢与躯干之间总能形成一个角度关系.利用在人体手臂上固定三轴加速度传感器,通过一定的变换能实时计算出手臂与躯干上固定点的角度信息.基此设计了一种新的改进角度算法,通过实验对结果数据进行分析,并利用软件建立人体模型,在OSG平台上进行仿真,证明了算法的正确性以及在人体姿态跟踪中应用的可行性.     

一种新型偏心多轴隧道掘进机工作原理及其数学描述

在对新型偏心多轴隧道掘进机工作原理进行分析的基础上,建立了刀盘在恒扭矩、恒流量及恒转速工况下的数学模型,并对比分析了几种工况下系统的压力、流量与转速的变化关系,为今后设计此种类型的掘进机提供了理论依据.     

电容式加速度计的表头结构设计与分析

MEMS电容式加速度计具有灵敏度高、噪音低、漂移小、功耗低、结构简单等优点,有着广泛的应用前景。综合比较了电容式加速度计的三种常见结构的各自特点,指出了定齿偏置结构的梳齿式微机械加速度计的优点,并以该结构为分析对象,从加速度计的量程、稳定性、灵敏度等性能分析比较了多种结构梁,得出折叠梁的综合性能最好的结论,最后通过分析计算出了折叠梁在检测方向的刚度。     

基于最小距离原理的自适性分类方法

在遥感图像的分类中,面对自然界所固有的随机性,时间和空间的变化以及遥感设备本身的误差和噪声等的影响,如何准确地把一个像素区分为某一地物类别,一直是遥感图像分类中的难点.首先介绍了最小距离原理,基此以比较的方式详细阐述了自适性最小距离分类方法的基本思路、步骤、特点以及可能存在的不足.     

磁性隧道结隧穿电导和磁电阻的研究

针对由一平面磁性势垒隔开的两铁磁性金属电极构成的磁性隧道结,基于自由电子近似并利用传递矩阵方法计算了其零偏压下的隧穿电导、自旋极化率和隧穿磁阻比率,研究表明隧道结的磁结构对TC(隧穿电导)和TMR(隧穿磁阻)的值有很大的影响,当两磁性电极分子场方向相同,且都与势垒层分子场反平行时,TC数值达到最大,两者平行时,TC的数值最小,同时还分析了分子场的相对取向等对磁性隧道结自旋极化电子输运性质的影响。研究结果对自旋电子器件的设计具有一定的指导意义。     

高频、小位移加速度传感器标定方法研究

在叙述了比较标定方法、绝对标定方法以及两种方法特点的基础上,分析了积分干涉仪用于标定高频、小位移加速度传感器的原理,并对系统构成作了介绍.     

含负折射率介质的光子隧道显微镜的分析

利用多层结构的传输矩阵,分析了光子隧道显微镜中LHM层增强光子隧道效应的可能性。为左手性物质（LHMs）的应用提供了一种新思路．     

盾构施工盾尾注浆硬化过程数值分析研究

简要介绍了盾尾注浆的目的及类型.在假定其他参数已知的条件下,通过实例,用有限元程序GTS模拟考虑盾尾注浆硬化过程和未考虑硬化过程两种盾构施工情况.研究结果表明:盾构施工过程中,受浆液长期固结影响,地表会产生进一步的沉降.充分考虑浆体硬化作用,利用监控压注浆液的硬化情况控制后期沉降是一种有效的地层沉降控制手段.