基于MEMS的微电容式无线加速度传感器的研究

介绍了一种基于MEMS技术制作的微电容式无线加速度传感器的设计与实现。研究了无线加速度传感器的整体设计方案,给出了硬件电路设计和软件设计过程,并实现了原型产品的调试与制作。为验证原型产品的有效性,将其安装在实际桥梁上进行振动测试,给出了数据分析计算结果。     

一种硅微多传感器集成研究

为满足小体积、多参数测量的要求,利用(100)晶面的各向异性压阻特性与MEMS加工工艺特性,在单芯片上集成制作了三轴加速度、绝对压力以及温度等硅微传感器,在结构和检测电路设计上最大限度地减小各传感器之间的相互干扰影响。三轴加速度、绝对压力传感器利用压阻效应导致的电阻变化测量外界加速度和压力变化量,温度传感器利用掺杂单晶硅电阻率随温度变化的原理来测量外界温度。集成传感器具有较好的工艺兼容性,加速度、压力传感器的压敏电阻和温度传感器的测温电阻采用硼离子掺杂制作,加速度和压力传感器设计成工艺兼容的体硅结构。研制的集成传感器芯片尺寸为4mm×6mm×0.9mm。给出了集成传感器的性能测试结果。     

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。     

基于MEMS技术的SU-8仿昆虫微扑翼飞行器设计及制作

为研制一种轻质仿昆虫微扑翼飞行器,提出了采用微机电系统(MEMS)领域的SU-8光刻胶作为结构材料的制作方案.基于仿生学原理和微机电系统加工技术,设计微扑翼飞行器结构及MEMS 工艺方法.研究结果表明,该种结构设计及制作方案满足设计要求,为仿昆虫微扑翼飞行器的研制提供了一种很好的途径.     

MEMS技术在非制冷热红外探测器中的应用

微机电系统(MEMS)技术是以实现机电一体化为目标的一项新兴技术,它在红外器件制作中的引入为非制冷红外探测器的实用化开辟了新的途径。目前,应用MEMS技术制作的主要有微测辐射热计微桥结构和微悬臂红外探测器双层悬臂结构2种。对它们各自的工作原理、组成结构、MEMS工艺实现以及发展方向作了较为详细的阐述。     

业界信息

行业动态汽车电子稳定程序(ESP)微传感器及系统取得阶段性成果先进制造领域863课题"汽车电子稳定程序(ESP)微传感器及系统"针对汽车电子应用需求,对MEMS陀螺仪和加速度传感器的结构进行了优化设计,开发出了基于体硅SOI和圆片级封装工艺的低成本MEMS微陀螺和微加速度计芯片,攻克了数字化陀螺仪电路设计和加速度计ASIC电路设计技术和预成型空腔塑封封装技术,研制出了自主知识产权的ESP用MEMS     

新型MEMS地震检波器的研究

以MEMS加速度传感器为基础的新型地震检波器大幅度提高了地震检波器的各项性能指标.介绍了一种新型的石油勘探MEMS地震检波器的设计及其主要技术参数,并通过微传感器结构的力学性能仿真,得出其具体的结构尺寸.经采用表面工艺和体工艺相结合的方法,利用磁控溅射、光刻、化学蚀刻及等离子体蚀刻等工艺,在高阻硅上制备出检波器样品.     

一种扭摆式硅微机械加速度传感器

介绍了一种基于体硅微机电系统(MEMS)工艺制作的扭摆式硅微机械加速度传感器,对制作过程的一些工艺问题进行探讨,并提出相应的解决办法,主要涉及到硅-玻璃阳极键合、结构释放等关键工艺。对测试结果进行了初步分析,分辨力可以达到1mgn,测试±1gn范围内线性度可以达到99.99%。     

基于模型识别技术的高温微型压力传感器

高温压力传感器应用在很多领域,由于高温将使放大电路工作失效,因而采用将放大电路与传感器件分离的设计方案是解决高温测量的方法之一。介绍一种将放大电路与传感器件分离的基于模型识别技术的微型电容式压力传感器。传感器件由MEMS工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成。对电路的工作过程进行了计算机仿真和试验,并给出了微型高温压力传感器的MEMS工艺设计流程。     

新型光学加速度传感器动力学性能设计

针对一种新型光学加速度传感器设计了一种简单实用的微弹性机械结构,它是通过MEMS工艺在硅片上加工出来。通过能量法和有限元模拟法(ANSYS 8.0)对弹性臂的弹性系数和动力学振动系统的一阶固有频率进行了分析与模拟,根据传感器的性能要求选取了微弹性机械结构的参数,并对传感器的性能进行了分析模拟。结果表明:设计是合理可行的,根据参数确定传感器的量程约为±395 m/s2,测量频率约为1~4.5 kHz。     

多维加速度场中六维力传感器惯性耦合特性研究

六维力传感器的特殊结构决定了各维间耦合存在的必然性,在多维加速度场六维力测试环境中,传感器惯性质量分布又加重了耦合的程度。本文针对多维加速度场中六维力传感器惯性耦合效应,建立传感器力学解析模型和弹性体的应力—应变关系,采用有限元方法(FEM)仿真,分析了多维加速度场中惯性力学特点与耦合效应本质特征,为加速度场中六维力传感器主动设计和惯性耦合补偿提供理论参考依据。     

Design, fabrication and analysis of micromachined high sensitivity and 0% cross-axis sensitivity capacitive accelerometers

This paper presents the design and fabrication of three MEMS based capacitive accelerometers. The first design illustrates the achievement of an accelerometer with 0% cross-axis sensitivity and has been fabricated using PolyMUMPs, a multi-user surface-micromachining process. A unidirectional parallel plate configuration is utilized in this design to illustrate the achievement of 0% cross-axis sensitivity and an acceptable performance range. In addition, a method is introduced to improve the sensitivity of a capacitive sensor employing a transverse configuration based on the relationship of initial gaps setup in comb-finger arrangements. A design based on this technique and the PolyMUMPs fabrication process is illustrated which demonstrates a sensitivity value of 4.07 fF/μm, with a nonlinearity of 2.05% for a ±3 μm sensor operating range. The last design based on this method and the SOIMUMPs fabrication process exhibits a sensitivity of 3.45 pF/μm for ±1 μm operating range of the sensor.     

降低高分子电容式湿敏元件湿滞的实验研究

针对高分子电容式湿敏元件的湿滞无法通过后续电路完全实现补偿的问题,提出了从高分子电容式湿敏元件本身降低湿滞的方法。主要从制作工艺、湿敏材料的选择两方面进行了实验验证,并对制作完成的高分子电容式湿敏元件进行性能测试与数据分析。实验结果表明：通过控制制作工艺和对湿敏材料进行改性可以降低湿滞,湿滞优于1.5%RH。采用该方法制作的湿敏元件无需再次通过后续电路进行湿滞补偿。     

一种电容型位置传感器的设计和应用

本文介绍了电容型位置传感器的设计开发,通过与传统位置检测传感器以及其它相关传慼器的结构和特性的对比,突出了电容型位置传感器的优势一成本低、结构紧凑.在详细分析了电容型位置传感器的结构和检测原理的基础之上,详细介绍了如何设计关键部件PCB的开孔印制线条以及小球的选择.同时基于对该技术的扩展,又介绍了可衍生出的连续位置传感器和加速度传感器.最后结合电容检测芯片MLX90711,介绍了其在小家电领域一飞利浦智能电熨斗中的应用实例.     

射频电容式传感器的研究与应用

射频电容式传感器是近年来快速发展的新型传感器之一 ,特别在石油行业的油品含水量测量方面更得到了广泛的应用。论述了该传感器的测量原理 ,针对其复杂的测量环境对它的敏感探头进行了特殊设计 ,并给出了其先进的全遥控式测量仪器的应用实例。     

电容传感器的信号处理及其在机床主轴热变形测量中的应用研究

利用电容式传感器,设计一个高精度位移测量系统,对机床主轴的热变形量进行非接触式测量.根据被测对象的特点,阐明了系统的工作原理和数据的处理方法,分析了影响传感器测量精度、稳定性的因素,提出了利用电子学技术和数字信号滤波技术提高传感器精度的技术手段,为机床主轴热变形的高精度、非接触式测量提供了一种技术途径.经长时间实验分析...     

一种压阻式三轴加速度传感器的设计

介绍了一种基于SOI的硅压阻式三轴加速度传感器的设计和制备.该三轴加速度传感器采用四个相互垂直的悬臂梁支撑中间质量块的结构.加速度传感器通过利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量三个方向的加速度.对加速度传感器结构进行了理论分析和有限元仿真优化,确定加速度传感器的结构尺寸,并详细论述了三轴加速度传感器的制备工艺步骤和测试结果.     

倾角传感器的温度补偿研究

半导体元件参数随温度变化而产生的温度漂移,将导致倾角传感器本身存在测量偏差,影响倾角测量的准确度.介绍了一种温度补偿方法,对基于加速度原理的差分电容式倾角传感器进行了温度补偿.经过试验验证结果表明：这种方法能够实现倾角传感器的温度补偿,在-55～ 85℃温度范围内可将倾角传感器的温漂降低1个数量级,有效地减少了环境温度对倾角传感器性能的影响.     

微型电容式压力传感器中的温度效应

主要介绍了利用硅-硅键合技术制作的微型电容式温度传感器的温度效应,给出了详细的制作工艺.文中对测试装置进行了详细介绍和深入分析.最后对制作的传感器器件进行了测试,并对测试结果进行分析.结果表明这种微传感器的温度影响需要校正,否则影响传感器的的线性工作范围.     

Fabrication of high precision microstructure using ICP etching for capacitive inclination sensor

Capacitive inclination sensors have the advantage because it could easily provide a linear analog output with respect to inclination. Since the dimensions of the sensing region are very small, then this sensor is expected to be widely used in fields where efficient and reliable position control is a primary factor to be considered if this sensor could be mass produced at low cost. Therefore, we proposed fabrication process based on transfer to resin using mold. We successfully fabricated a micro capacitive inclination sensor by a combination of a resin forming method and a mold. The sensor consists of a gap distance of 80 μm between its electrodes. The sensor detects difference of capacitance, which varied with movement of silicone oil accompanying with inclination. When the sensor was inclined, linear analog output was obtained within the range of ?45 to +45°