基于单一敏感质量的三轴电容加速度计的设计

设计了一种单一敏感质量的三轴电容加速度计。该器件采用全差分电容的检测方法,满足了灵敏度的设计要求并解决了三轴的交叉耦合问题,其独特的单一敏感质量结构减小了器件的整体尺寸,降低了成本。器件由外延多晶硅工艺实现了18μm的厚度制作,降低了热机械噪声,增大了检测电容,提高了灵敏度、分辨率和可靠性。ANSYS仿真结果表明,器件在3个轴向的灵敏度一致性好,抗干扰,测试结果和理论分析相符。该加速度计结构工艺简单,在消费电子领域有较好的应用前景。     

基于MMA3201KEG的MEMS加速度传感器研制与测试

基于飞思卡尔MMA3201KEG芯片设计了MEMS加速度传感器,对传感器原理、功能进行了详尽的描述,给出了设计电路图,封装完成后测试验证了该传感器可用性,并通过测试发现需要改进的部分。     

无线加速度传感器的MEMS芯片ADXL202应用设计与集成

阐述了一种基于MEMS技术的芯片ADXL202的应用设计与集成。介绍了ADXL202的测试原理和主要参数设计原则，然后利用其集成了一种无线加速度传感器并进行了测试。实验结果表明：ADXL202非常适合于频率变化较为缓慢、加速度不太大的土木工程结构的测量；利用ADXL202所构成的无线加速度传感器，易安装拆除，适合在土木工程结构监测中应用。     

微硅型扭摆式静电力平衡加速度计的设计分析

】文中详细提出了微硅型扭摆式静电力平衡加速度计设计的基本理论,根据加速度计的性能指标,应用该理论可以确定加速度计的结构参数;测量电路的回路增益、再平衡电压等电气参数。     

基于微机电系统的振动能量采集器件设计分析

微能量采集器中电容式采集器易与IC工艺集成,目前已知的传统电容式微能量采集器都需要外加电压,这在很大程度上限制电容式微能量采集器的实际使用。针对该问题,基于微机电系统工艺,提出功函数原理电容式微能量采集器,给出采用两种不同金属作为电容极板电极的采集器原理模型设计,并建立相应系统数学模型,计算大致悬臂梁长度的设置与范围,使用有限元模拟软件ANSYS进行进一步分析与优化设计。在此理论基础上设计出的新型振动能量采集器,可克服传统电容式微能量采集器需要外界提供电源这一缺点。     

Piston Motion Performance Analysis of a 3DOF Electrothermal MEMS Scanner for Medical Applications

MEMS scanners are useful for medical applications as optical coherence tomography and laser microsurgery. Although widespread design of MEMS scanners have been presented, their behavior is not well known, and thus, their motions are not easily and efficiently controlled. This deficiency induces several difficulties (limited resolution, accuracy, cycle time, etc.), and to tackle this problem, this article presents the modeling of an ISC electrothermally actuated MEMS mirror and the experimental characterization for the piston motion. Modeling and characterization are important to implement the control. A multiphysic model is proposed, and an experimental validation is performed with a good correspondence for a voltage range from 0 V to 3.5 V with a maximum displacement up to 200 µm and with a relative tilting difference of 0.1°. The article also presents a simple and efficient experimental setup to measure a displacement in dynamic and static mode, or a mirror plane tilting in static mode.     

基于信噪比的MEMS压力传感器设计与分析

为了研制高精度MEMS压阻式压力传感器,基于信噪比对其压敏结构进行了设计与分析.首先运用ANSYS有限元模拟仿真获得了不同压敏电阻结构芯片的应力分布,并对其噪声和信噪比进行了理论分析,发现在低频区闪烁噪声是传感器噪声的主要来源.仿真结果表明,芯片结构对其噪声、输出信号和信噪比均存在影响,增加压敏电阻折叠条数通常有助于获...     

面向MEMS微装配的夹持器的设计和实验研究

介绍了一种由PZT（压电陶瓷）驱动的用于MEMS微装配的微夹持器的设计，计算了夹持器本体的放大倍数和刚度,并用ANSYS仿真验证了数学计算的准确性,采用了基于视觉的标定方法，标定了微夹持器刚度、张合量、夹持力以及夹持力和张合量的关系。实验表明：夹持器张合量达280μm，夹持力达0．1N，可精确操作200～2000μm的微齿轮，实现了微行星齿轮减速器的装配。     

Micro/Nanotribological and Mechanical Studies of TiN Thin-Film for MEMS Applications

Micro/nanotribological and mechanical characterization of TiN film and single-crystal silicon was investigated. Hardness, friction, and wear properties of both materials were measured by a nanoindenter system. The results demonstrate the similarities and differences between both materials and show that TiN film has more preferable properties in hardness and wear resistance than those of single-crystal silicon. It is more likely that a methodology based on this study can be used for evaluating the quality of micro/nanofilms, and TiN film possesses desirable micro/nanotribological and mechanical characterization for MEMS applications.     

人体运动跟踪中MEMS姿态测量单元设计与测试

人体运动姿态的实时跟踪在运动员辅助训练和康复医学中有广泛应用.设计了应用于人体运动姿态测量的MEMS姿态测量单元.该姿态测量单元包含三轴正交的MEMS加速度计、磁强计和角速率陀螺,集成微控制器以及扩展数据存储的FLASH芯片,单元大小为38 mm×28 mm×13 mm.姿态角解算采用基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法.提出了一种利用单轴转台和楔角器进行姿态测量单元3个姿态角误差测试的新方法.测试结果表明:3个姿态角测量误差均小于2°,满足人体运动姿态测量的精度要求.     

一种基于模态局域化的MEMS电场传感器设计与分析

为提高传感器的灵敏度和分辨力,设计了一种灵敏度可调节的基于模态局域化效应的谐振式MEMS电场传感器敏感结构.传感器敏感结构采用静电耦合的三自由度谐振器微结构方案,并可实现灵敏度调节,从而获得最佳灵敏度.通过理论计算和有限元仿真计算,分析了传感器的模态局域化敏感机理,确定了传感器幅频特性、灵敏度、分辨力等关键特性.计算结...     

Ku波段交直流分离的MEMS开关的模拟与设计

介绍了一种带直流驱动电极交直流分离的MEMS开关,研究了影响开关阈值电压的因素,运用缩腰设计、尺寸优化等方法降低开关的阈值电压,并将这种平膜开关与其他几种结构的膜开关进行比较.使用Coventor和HFSS软件模拟,设计的开关阈值电压小于20V,在Ku波段插入损耗低于0.1dB,反射损耗低于-25dB,谐振点隔离度高于40dB.     

人体温度数字式无线检测微机电系统的设计与研制

通过理论分析和实验研究,提出了一种用于人体温度数字式无线检测的微机电系统的设计方法。针对人体的特殊使用条件及环境,本着微体积可靠性高等设计原则,分别讨论了温度传感器的选择和设计、封装外壳的设计和无线温度信号发射与接收的设计,并研制出符合设计要求的微机电系统,对系统进行了体外温度测量实验,实验结果表明系统设计可行。     

自升式钻井平台悬臂梁齿轮齿条驱动系统设计

以某自升式钻井平台为例,采用"电机+变速箱+小传动轮+齿条"方式驱动悬臂梁移动。通过悬臂梁的结构及悬臂梁上的设备质心确定移动悬臂梁所需的推力。计算悬臂梁齿轮齿条几何参数,并设计悬臂梁与齿轮齿条的连接结构及悬臂梁驱动控制系统,合理配置驱动系统电机功率和减速器传动比。通过采用闭环交流变频控制方式,对悬臂梁速度进行反馈和控制,实现左右两侧悬臂梁的同步移动。     

微机械陀螺仪的微结构分析与设计

针对基于微米技术的微机械陀螺检测功能微弱的现象,本文建立了振动轮式微机械陀螺仪的机电系统动力学模型,经对某微陀螺结构的仿真计算发现,哥氏阻尼力随激励哥氏力增大而增大,造成电容检测信号极为微弱,无论激励的幅度和频率如何,为此,本文给出了一种新型振动轮式微陀螺结构,可减小哥氏阻尼力,相对增大了激励哥氏力,这种新型结构显著增强了电容检测信号,而且具有双轴微陀螺功能,对耦合线加速度不敏感等特点。     

永磁行星齿轮传动的参数设计与转矩分析

综合应用行星齿轮传动原理和电磁学原理,对永磁行星齿轮传动进行了几何学和运动学的分析。利用等效电流模型法,推导了太阳轮与行星轮之间的转矩、内齿圈与行星轮之间的转矩的计算公式,并完成了驱动转矩的计算和分析。研究了驱动转矩随磁极对数、中心距、轴向厚度、径向厚度等多种因素的变化规律,并依据分析结果对该种传动机构的参数进行了合理选择。     

集成环境下大批量定制的产品配置设计技术及其应用

提出了大批量定制的广义需求分类与多模式需求模型，给出了大批量定制的产品模块准配置与零件相似配置方法和大批量定制的功能单元配置与优化方法，结合浙江巨人电梯有限公司电梯产品的配置设计，开发了集成环境下大批量定制的产品配置集成设计系统，得到了较好的应用。     

T320落地镗溜板箱结构应力分析与设计

为了解决300t以上特大型焊接件、特大型轧机的粗加工难题,急需大型、超重型落地铣镗床。T320数显落地镗就是在这种背景下研制的。通过对机床立柱、热平衡系统、惯量参数匹配与主轴溜板箱结构等内容的研究,特别是将机床立柱设计成封闭式截面的焊接结构,并在其结构内注入防震填料,改变了传统的铸件结构设计;再通过对溜板箱与立柱和轨道的接触状态云分析,对其结构进行优化;采用温度补偿系统保证轴承热系统平衡,满足了特大型件的粗加工要求,其主要设计思想彰显出大型、超重型机床设计的特色。sssssss     

直驱风力发电机径向-轴向混合磁轴承设计及分析

为解决或降低传统直驱风力发电机系统的机械摩擦问题,以有效提高风能利用率,提出直驱风力发电机采用机械轴承和磁悬浮轴承集成支承技术,即采用机械轴承和径向-轴向三自由度混合磁轴承实现直驱风力发电机的集成支承。针对径向-轴向三自由度混合磁轴承,采用等效磁路法进行数学建模,并利用有限元分析软件对其进行参数设计与机理分析。在此基础上,构建了径向-轴向三自由度磁轴承试验平台,试验结果证明设计的径向-轴向三自由度磁轴承能够实现稳定悬浮。