基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究

采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰亚胺衬底上的铂薄膜热敏电阻与温度的变化具有良好的线性,其电阻温度系数达0.0023/℃。与固态聚酰亚胺膜衬底相比,采用旋涂液态聚酰亚胺解决了制备中遇到的两大主要困难:其一,消除了涂聚酰亚胺衬底与载体界面之间的气泡,聚酰亚胺衬底表面能保持良好平整度;其二,制备过程中由于热循环而使柔性衬底产生的热膨胀明显减小。这种柔性温度传感器阵列易贴于高曲率物体表面以探测小面积温度场分布。     

基于聚酰亚胺的温湿压集成传感器

微型化、集成化可以使得传感系统减少体积、重量,降低成本,提高系统的可靠性,具有重要的科学意义.基于聚酰亚胺材料,利用MEMS技术,设计了一个用于测量大气湿度、温度和气压检测的微型集成传感器.分别采用湿敏电容、铂电阻法和聚酰亚胺薄膜对湿度、温度、压力进行检测,并且进行了理论计算,设计了加工工艺步骤,制作出雏形器件.     

微型柔性热敏传感器阵列应用研究

边界层分离点检测是实现分离流主动控制的前提和基础，也是气动控制灵巧蒙皮系统研究的重点和难点。以流体边界层分离点检测技术为研究对象，以流体边界层分离点判定的风洞实验为验证目标，设计制作微型热敏传感器与聚酰亚胺柔性衬底，并首次利用微装配技术集成分立敏感元件与柔性衬底形成热敏传感器阵列。首先，采用分立元件通过表面贴装工艺来实现柔性微型热膜传感器阵列的集成，并研究该传感器阵列中敏感元件、柔性衬底的设计及传感器的排布。然后，在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号采用统计量算法的方式进行处理判断，判定圆柱翼型的流体分离点位置。最后，对实验的结果所作的分析表明，该微型柔性热敏传感器阵列满足流体分离检测系统实时性、动态性的要求。     

全柔性热膜微传感器阵列制造工艺及性能优化

利用MEMS微加工技术,以镍作为热敏材料,在柔性衬底上制作出了全柔性热膜微传感器阵列,具有软性可弯、便于曲面贴附实现分布测量、高灵敏度的特点。结合制备工艺与性能测试,首次系统性分析掌握了氩气压强、衬底温度、溅射功率、退火温度等工艺参数对电阻温度系数的影响规律。通过优化工艺参数以提高柔性热膜微传感器的电阻温度系数,使其达到了4640 ppm/℃,并且保持了较好的线性度。     

基于新型导电橡胶的三维力柔性阵列触觉传感器研究

针对目前多维阵列触觉传感器不能兼有柔韧性和测量多维力特征信息等难题,研究了一种基于导电橡胶的新型柔性三维力触觉传感器,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.该传感器的敏感单元采用"整体液体成型"的方法制作而成,操作简便,有利于触觉传感器的产品化.介绍了该传感器的基本结构及其工作原理,并对三维力的检测进行了仿真研究,结果表明该传感器能够实现对三维力信息的检测.     

基于赝电容的高线性度柔性压力传感器研究

基于可逆氧化还原反应的赝电容式柔性压力传感器具备高灵敏性能,可用于微弱压力检测,然而,目前赝电容式柔性压力传感器线性度较差,只能在有限压力区间内保持较高灵敏度。 为此,本文利用 MXene 材料作为电极,设计了一种内部具有孔隙且表面粗糙的双尺度随机微结构离子凝胶膜,增加了其压缩过程中的缓冲空间,使凝胶膜应力变形更加均匀,确保了灵敏度在受压过程中保持稳定。 实验数据表明,传感器在 0 ~ 1 MPa 范围内具有超高的线性度(相关系数 ~ 0. 994),优异的灵敏度( ~ 2 133. 7 kPa-1)、快速的响应和恢复时间(分别为~15 和~23 ms),较低的检测限( ~ 2. 5 Pa)和优异的机械稳定性。 将传感器用于水下,可高线性检测水深,同时传感器可以高灵敏检测到不同水深下螺旋桨扰动产生的微弱水流变化。     

新型三维柔性触觉阵列传感器标定系统与方法研究

介绍一套新型三维柔性触觉阵列传感器标定系统,该系统可用于柔性压敏材料的标定。该系统分别采用求解标定矩阵和BP人工神经网络的方法完成传感器标定,进行误差分析并比较其优缺点。该系统的设计简化了对柔性阵列单元进行标定的程序,达到了预期的目的。     

自动聚酰亚胺薄膜冲孔机的研究与开发

研制了一种能自动冲孔、送料、卷料的聚酰亚胺薄膜冲孔机,采用PLC控制和伺服电机驱动的自动送料、卷料、机构.实际应用结果表明:该冲孔机性能良好,成功解决了聚酰亚胺薄膜冲孔的难题,有效解决了聚酰亚胺薄膜冲孔精度低,误差大,废品率高,人工操作,冲孔速度慢等问题,提高了冲孔质量和生产效率,工程应用中效果很好.这对聚酰亚胺薄膜的实际应用有很大的实用价值.     

基于LabVIEW的螺钉柔性抓取关键技术研究

为了解决某系列非标螺钉的自动上料问题,提出了基于机器视觉的螺钉柔性抓取系统。首先设计了Eye-to-hand视觉定位抓取系统,对采集的图像进行二值化、粒子分析等图像预处理识别螺钉目标。其次,针对螺钉目标采用拟合圆操作获取螺钉中心方向的系列圆特征参数,通过最小二乘法拟合求得中心线,进一步求解螺钉的抓取点与角度位姿参数。最后,以抓取点为中心设计符合夹爪抓取特性的ROI区域以判断可抓性。上位机将位姿信息发送到控制器,引导机器人运动到相应位置并通过末端夹爪完成对螺钉工件的抓取。通过实验验证表明系统定位准确率达到99.5%。     

柔性薄膜太阳能电池用不锈钢基板的成形技术

综述了不锈钢基底薄膜太阳能电池的研究进展及其不锈钢基板的国内外生产情况,并针对柔性薄膜太阳能电池对不锈钢基板的品质要求,介绍了不锈钢基板的成形过程,其中包括基板的轧制成形、光亮退火及拉伸矫直等一系列关键技术。     

硅微机械谐振压力传感器技术发展

硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。     

基于CMOSens技术的智能化湿度／温度传感器

阐述这种传感器的性能特点及非线性补偿、温度补偿的原理，介绍整机电路、时序图及计算露点的方法。     

半导体温度传感器及其芯片集成技术

半导体温度传感器是利用集成电路的工艺技术，将硅基半导体的温度敏感元件与外围电路集成在同一芯片上，与传统类型的温度传感器比较，具有灵敏度高、线性好、体积小、功耗低、易于集成等优点。分别介绍了双极型工艺和CMOS工艺下的半导体温度传感器的基本设计原理，并具体提出一种CMOS型集成温度传感器设计电路。此外，还介绍了半导体温度传感器的芯片集成技术，并总结了IC设计中出现的关键技术问题与解决方法。     

高温压力传感器用多晶硅-AlN-硅单晶基片

论述纳米多晶硅-氮化铝隔膜-硅单晶衬底基片的研制.此基片可供制造高温力学量传感器.其要点是在力敏电阻条与硅弹性膜之间利用AlN进行绝缘隔离.AlN与硅的热膨胀系数接近,附着力高,耐击穿性好.又具有高化学稳定性,高热导率,对于压力传感器的电桥散热特别有利,可解决压力传感器启动时的零点时漂.由于无P-N结,力敏电阻无反向漏电,因此用此基片制造的力学量传感器的特性好（零点电漂移及热漂移小、非线性小）.力敏电阻条由纳米多晶硅构成.利用在600℃退火Al诱导晶化能使溅射得到的非晶硅转化成纳米多晶硅.     

压力传感器厚膜温度补偿技术研究

采用厚膜电路制造技术实现硅基压力传感器的温度补偿,不仅可以使传感器的补偿精度高、补偿温区宽,而且可以使传感器的可靠性、抗震动性、耐高低温冲击性以及传感器的外观品质得以全面提升。文中介绍了压力传感器温度补偿电阻网络的原理、厚膜电路的设计和制造技术、网络阻值调整等方面的研究,通过合理的版图、结构和工艺设计,实现了OEM压力传感器的温度补偿,已在压力传感器产品的生产中得到成功应用。     

基于MEMS技术的硅微机械流体传感器的原理及应用

传统的流体传感器由于存在着灵敏度低、体积大、成本高等缺点,而且微流体与宏观流体流动特性不同,所以其在微流体的流体特性测量中存在很大的局限性。随着MEMS技术的发展,硅微机械流体传感器的出现克服了传统流体传感器的缺点。硅微机械流体传感器已成为MEMS的研究热点之一。按其用途进行了分类,着重介绍了流体压力传感器、流量传感器和表层摩擦力传感器。分别从各种传感器的基本原理、性能、应用范围、优缺点及其所能达到的技术指标方面进行了描述。基于MEMS的硅微机械流体传感器具有广阔的前景。     

一种柔性轴承研制的关键技术

分析了谐波减速器中柔性元件工作原理,设计了一种型号为456109的柔性轴承,取代老式波发生器,解决了柔性轮的可控弹性变形问题。重点介绍了轴承主参数的选取及装配方法。     

微加工气敏元件的结构设计与模拟分析

提出了一种基于MEMS工艺的薄膜型气敏元件结构，对其工艺进行了阐述。该气敏元件结构主要包括5层。采用ANSYS对气敏元件结构进行热模拟分析，得到了该结构的温度场和中心点响应的较优结果：响应时间3s，达到稳态时间28s，薄膜中心点稳态温度359．013℃。