两种结构MEMS磁场传感器的研究

研究了两种结构的谐振式磁场传感器,检测在磁场作用下梁的振动幅度,来实现磁场的测量。首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型,对振动幅度进行了仿真。该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现。最后用多普勒仪对传感器的振动幅度进行测试,实验结果与理论分析一致,并对两种传感器性能进行比较。所研究的两种传感器结构简单,测试方便,可用于对mT级的磁场进行测试。     

纤毛式MEMS传感器技术研究

首次综合国内外纤毛式MEMS传感器的研究成果,分别介绍了基于纤毛仿生原理的三维微触觉传感器、三维微力传感器、微声传感器、水流传感器、微几何测量传感器以及矢量水声传感器等。该类型传感器充分地将仿生学和MEMS技术结合起来,具有结构新颖精巧、体积小、功耗低、响应快、温漂小、精度高等优点,为开发具有自主知识产权的新型器件提供了新的思路。     

MEMS传感器在医疗领域的研究

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)是一种基于半导体技术,以硅作为主要材料,集成了微机电元件和微电子信息处理系统的微型器件。这种器件通常是在硅晶片上制造的,采用半导体加工技术,通过光刻和刻蚀等工艺在半导体材料上制造微型机械结构,如微桥和悬臂梁,并将它们与电路相融合,形成一个可以采集信号的装置。硅的机械性能良好,可以作为微型机械的结构材料,而且与传统的集成电路制造工艺兼容。文章主要探讨了MEMS传感器的发展及其在医疗领域中的应用。首先,介绍了MEMS传感器的定义和发展历程,举例说明其工作原理、主要类型以及发展趋势;然后,重点讨论了MEMS压力传感器在医疗诊断、临床治疗和健康监测中的应用;最后,对MEMS传感器面临的主要挑战和发展机遇进行总结,并对其在医疗领域的应用前景进行展望。     

一种海洋MEMS电导率传感器结构优化设计

为提高一种海洋MEMS电导率传感器的测量性能,基于电场基本理论分析了影响传感器测量性能的主要因素,并对 传感器结构进行优化设计, 采用COMSOL软件分别构建和仿真了优化前后传感器测量模型,得出海水电导率在5ｍＳ/ｃｍ~ 70ｍＳ/ｃｍ,激励频率在10ｋＨｚ~ 100ｋＨｚ 范围内,传感器结构优化后比优化前对应的海水测量阻值范围提高了4.39倍,优化后的传感器结构准确度提升至±1.18％,灵敏度提升至1.56ｃｍ－１,且优化前传感器结构准确度与灵敏度的仿真值与相关文献同类型结构传感器实际数据相近,因此本文优化设计贴近实际,参考价值较高。     

日本基于MEMS传感器的研究进展

本文综述了近年来日本基于MEMS的传感器在企业和高校的研究进展,简述了各类MEMS传感器的结构特点与微机械加工技术,对我国MEMS传感器的研究与发展将有很大的借鉴作用.     

MEMS压力传感器在义齿力学性能研究中的应用

给出一种用于义齿压力测量的微型电容式传感器的研制工艺和封装测试。文中根据电容式压力传感器的原理,采用MEMS工艺,研制出微型传感器。在与义齿基托相同材料的作底基的树脂上挖一个边长为2mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制的施加压力的装置对传感器进行测试,从而检测出压力对口腔下方组织的作用力。测量结果表明,该传感器能够准备地测量出当牙齿咬合时,义齿基托所承受的力和力的分布。该传感器性能良好,具有比较稳定的输入与输出关系,适用于口腔恶劣环境下测量义齿对口腔下方组织作用力。     

基于MEMS传感器的胎儿心率检测仪

对胎儿心率的监护,能够监测出胎儿在母体的突发情况,并及时进行救治,可有效预防围产期胎儿死亡.本文运用一种新型MEMS加速度传感器,设计制作出一个小型化、便携式的胎儿心率监护仪.据有体积小、重量轻、功耗低的特点,便于在日常生活中随身携带,方便实用.     

基于MEMS加速度传感器的步数检测算法研究综述

随着智能移动终端、智能穿戴设备以及基于惯性传感器的行人定位导航系统的快速发展,针对这些设备和系统中的计步需求,大量有关基于MEMS加速度传感器的步数检测算法的研究工作已经开展并取得了优秀的成果。针对该领域中现有的技术方法,首先阐述了该领域的发展情况,指出目前该领域的主要研究要点、方法种类以及应用情况。接着,综述了目前该领域的研究现状,从数据预处理方法和步数验证方法这两方面对多种步数检测算法进行了阐述以及优缺点的分析。然后,对该领域的研究要点进行了深入的探讨,分析总结步数检测算法中与研究要点相关的技术方法。最后,讨论并展望了该领域未来的发展方向,以期为后续的研究提供参考。     

MEMS微型热敏传感器的隔热结构及其性能分析

MEMS微型热敏传感器在流动测量领域有重要应用,而隔热结构对传感器性能有着决定性影响。综合六种常见的隔热结构,借助有限元计算研究对比了硅基底上不同隔热层材料、硅基底上有无隔热空腔结构、全聚合物柔性基底、全硅基底等对传感器灵敏度、热响应速度的影响情况,结合对热敏传感机理的分析进行了影响原因及其规律探讨。该研究可为微型热敏传感器的隔热结构设计及其性能优化提供参考依据。     

用三维MEMS力学量传感器对涌浪微观形态测量的研究

涌浪的形态对舰船驾驶航行、渔业生产、海洋作业和堤坝设施等具有很大的影响.对海浪的形态研究在军事、水上交通、海洋工业、渔业和民生方面都具有特殊的意义.MEMS力学量传感器是一种环境适应能力极强的微机电器件,用三维MEMS力学量传感器可以测量动态质点的速度、加速度、摆角和倾角等参数.通过三维MEMS力学量传感器的三维参数测量和分解可以得到涌浪质点的实时运动速度和运动轨迹数据,从而为涌浪的微观形态研究提供了依据.MEMS力学量传感器具有体积小、重量轻和输出灵敏度高等特点,特别适合于对海浪实时形态的研究.     

基于MEMS加工技术压力传感器工艺研究

介绍了一种微压力传感器加工技术和加工工艺研究,根据所设计微压力传感器的结构特点和国内现有加工设备,采用了体硅加工技术和表面加工技术相结合的方法,并给进行详细加工步骤研究.     

基于波长解调的Fabry-Perot型光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于Fabry-Perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响.系统采用可调谐激光器进行信号访问,利用反射谱的相位变化完成信号解调.理论分析和模拟计算验证了传感器加工制作方案的可行性.     

一种MEMS热风速计的系统级封装

提出一种MEMS风速计的封装结构,采用这种结构可以集成信号处理电路,实现系统功能。利用ANSYS软件对封装结构进行建模,主要从风速和风向两个方面,对风速计封装前后的性能进行了模拟,并将模拟数据与理想数据和实验数据进行了比较,模拟数据、理想数据与理想数据的误差在7%以内。总体上,风速计在封装前后的性能大致相同,但是在灵敏度方面有所下降。     

三维微触觉MEMS传感器测试校准的方法与系统

针对微纳测量领域的需要,设计了一种三维微触觉MEMS传感器.为了标定该传感器的性能参数,提出了以高精度纳米测量机(NMM)为核心的测试校准方法;加工了NMM测头模块;制作了压阻信号调理和采集电路;搭建了测试校准系统.该系统具有移动范围大,精度高,更换方便,易于控制和记录数据等特点.利用它对传感器在Z轴方向的输出作校准,结果证实校准曲线线性良好,传感器在三个方向上耦合很小,其Z方向测量分辨力能够达到30 nm,迟滞性小于±0.05%.     

MEMS微电容式传感器的传感特性研究

针对传统的传感器无法进行长期健康监测的不足,研发出一套新型的基于MEMS的硅微电容式传感器.对所研制的MEMS传感器的静态传感特性和动态特性进行了理论分析和对比实验研究.结果表明:MEMS硅微电容式传感器在反复加卸载实验中,线性拟和度均在0.999%F.S以上,灵敏度系数为6.9840με/kN,其重复性误差为1.43%F.S;其动态传感特性与传统的加速度计吻合的很好.     

应用于纳米测量机的MEMS微接触式测头的结构设计和优化

为了提高MEMS微接触式测头的性能,系统开展了测头的结构设计和参数优化.根据测头结构各个部分的设计目标,提出了测头悬挂系统拓扑结构的设计方案.基于测头结构的力学模型,提出了结构参数对测头性能的影响机理,并采用有限元方法对测头的测杆、中心连接体、梁等结构参数进行了仿真优化,获得了符合测头整体性能设计要求的参数及应力分布曲线.     

一种低成本MEMS惯性传感器应用技术研究

讨论和分析了标定一种低成本MEMS INS传感器的方法和过程,MEMS传感器价格低廉但是误差很大,因此对其进行精确的标定对减少系统误差有很大的作用,包括零偏、刻度因子以及未对准误差和非正交误差等.通过对陀螺误差进行建模分析,利用卡尔曼滤波对数据进行处理,使用不需要传感器与测试平台精确对准的多位置对准方法来标定加速度计参数,结果表明陀螺的系统方差有很大改善,同时在静态情况下进行导航解算,表明标定结果有效.     

基于三轴转台的MEMS惯性传感器参数测量方法

运动学参数的可靠与准确测量,对于高精度的MEMS惯性传感器应用于农业作业复杂环境具有重要意义。设计了一种基于SGT320E转台的MEMS惯性传感器运动学参数检测方法。对MEMS惯性传感器的陀螺仪和加速度计进行了固定零偏、标度因数、标度因数非线性、标度因数对称性等参数测量,采用Matlab软件分析试验数据,并将分析后的数据与传感器数据手册上的相关性能指标进行对比,结果表明该方法能够通过误差校正提高MEMS传感器精度。     

基于MEMS加速度计的输入系统的研究

该文章介绍了一种新的电脑无线输入系统,使用MEMS微加速度计作为系统的敏感元器件.该输入系统包括发射端和接收端两个子系统.文章分别从工作原理、软硬件设计等方面介绍了该输入系统,包括所使用的微加速度计、微处理器和传输模块,并给出了输入系统的第一代实际PCB原型.并且在二维的基础上扩展了微加速度计在三维的应用,设计了一个新的三维模型,并进行了试验的验证.