硅微型加速度传感器技术

介绍了硅微加速度计的基本原理以及国内外最新发展的几种硅微加速度计的结构形式，包括压阻式、电容式、隧道式等，分析了这些传感器的基夸特点，总结出它们在传感器性能方面存在的一些问题，提出了一些解决关键问题的措施，并对目前两种新的微机理：共振隧穿和介观压阻效应的原理和应用前景进行了论述。     

注氧隔离技术SOI晶圆材料高温压阻效应

针对注氧隔离技术制备的SOI晶圆顶层硅材料的高温压阻效应,设计并制作研究压阻效应的实验装置与测试样品,在高温条件下,利用悬臂梁结构研究SOI晶圆顶层硅的压阻效应.研究结果表明:在一定的掺杂浓度条件下,硅[110]晶向上的纵向压阻系数随温度的升高而减小,横向压阻系数随温度的升高变化不大.在300℃条件下,硅[110]晶向具有较大的纵向压阻系数和横向阻系数,且性能稳定,适于高温压阻式压力传感器的制作.     

硅压阻固态测风仪的设计与研究

目前,我国现役测风仪器,大多采用机械旋转式传感器。由于它存在转动惯性,难以测到风的瞬时变化值。另外,由于结构特点,其使用受到一定的限制。针对这一现状,本文根据世界气象组织(WMO)推荐的测风新技术一压力正交测风技术,采用固态硅压阻压力传感器设计了一套新型测风仪,并介绍了其软、硬件的实现。     

孔缝双桥结构高性能压阻式加速度传感器

针对装备智能化与监测系统无线化发展对振动传感器的要求,基于微机电系统和应力集中技术,提出并研制一种具有孔缝双桥结构的高灵敏度、高固有频率的压阻式微型加速度传感器。结合理论分析与数值计算方法,分析该结构的特性,通过研究孔缝尺寸对传感器性能的影响确定传感器敏感结构尺寸。传感器芯片采用微细加工工艺制作,并在简单的封装之后进行静态、动态性能测试。试验结果表明,孔缝双桥结构加速度传感器在3 V供电电压下,灵敏度可达到0.424 mV/g,相对传统双桥结构提高了60%以上,而测得的固有频率相对于传统双桥结构仅略有下降,仍在10 kHz以上。孔缝双桥结构加速度计通过引入应力集中孔缝,以较小的固有频率损失,明显提高了传感器的测量灵敏度,具有更为优良的综合性能。     

共振隧穿二极管Ⅰ-Ⅴ特性的一致性测试与研究

共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性.为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要.文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性.实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3%.随后测试仪器的测量误差,发现其中1%的相对漂移量由测试仪器造成.     

压阻传感器原理及应用

本文主要介绍了压阻式传感器的工作原理以及相应电路，并给出了一个应用示例加以说明。     

介观区尺度的集成微光机机电系统的研究与应用

20世纪科学技术的高速发展,促使人们将科学视角一方面转向宇观世界的更深处,渴望藉此揭示宇宙起源之谜;另一方面,人们又把触角伸向微观物质世界的细微处,期望获得更细致、更精确的新知识体系。日本东京科学大学谷口纪男教授于 1974年提出了纳米技术 (nanotechnology)的概念。即随着精密加工技术的发展,精度要求的提高,加工精度达 1nm数量级的要求已提上日程。由于固体可确定的长度或可分辨的极限是原子之间或原子晶格之间的距离,即约为 0.3nm,因此, 1nm精度的加工所相应的最小去除尺寸单位必定是 1个原子尺寸,由此揭开了微 /纳米…     

一种新型的压阻式硅微二维加速度计的设计

以压阻检测技术为基础并结合硅微MEMS加工技术设计了一种二维加速度计微结构,期望利用该新型的结构提高加速度计的灵敏度,实现二维方向的加速度检测.该加速度计采用四个相互垂直的悬臂梁支撑中间有刚硬柱体的结构,通过利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量水平面内两个方向的加速度.建立了该结构的数学模型并用有限元分析软件ANSYS对敏感弹性元件进行分析.最后对加工出的加速度计进行了相关的测试.测试结果表明:该加速度计水平面内两个方向的灵敏度高、线形度较好,X向灵敏度为0.755 2 mv/g,线性度为0.999 67,Y向灵敏度为0.683 3 mv/g,线性度为0.999 66.     

低阻压阻压力变送器的设计及性能测试

采用AD公司的AD693数字信号调理芯片,设计了一款低阻压阻压力变送器,给出了详细的应用电路设计方案,并且进行了相应的静态测试。测试数据表明,该变送器在20℃～60℃范围内具有优良的静态性能,以及非常理想的时漂,稳定性优于0．1％。     

压阻式微差压传感器水头标定方法

针对工业和科研领域常用的小量程微差压传感器,设计了一种简单实用的水头标定方案,给出了标定步骤。应用该方案标定国产某型号传感器,结果表明线性误差小于0.22%,完全满足应用要求。     

一种pin结构光电器件的研究

pin器件在整流和探测领域都有着重要的潜在应用价值。为了提高器件伏安和光电探测性能,提出了一种新型的p-硅/i-氧化铝/n-掺铝氧化锌(AZO)结构器件,并利用原子层沉积技术(ALD)在低温下实现了器件制备。分析了器件的伏安特性,结果显示相比传统的pn结构器件,新结构在无光条件下实现了152的整流比。通过增加i层的沉积厚度,可以有效抑制遂穿效应,减小暗电流,提高光电检测的灵敏度,实现了比传统材料更高的光生电流灵敏度。     

纳米材料科学与技术展望

综述了纳米材料的基本效应 ;展望了纳米材料科技的发展 ;提出了未来纳米材料科技的研究重点和方向     

扇形梳齿驱动式体硅微机械 隧道陀螺仪的设计与制备

介绍了一种利用隧道效应所具有的高位移敏感特性来获得较高灵敏度的微机械隧道振动陀螺仪的设计和工艺制备,该陀螺仪分别采用扇形梳齿驱动和面外振动悬臂梁的方式实现质量块的振动和恒隧道电流的检测。介绍了扇形梳齿驱动的工作原理和隧道陀螺仪的设计。由于采用了硅玻键合和深反应离子蚀刻(DRIE)的DDSOG体硅制备工艺,因而可获得较大的敏感质量块,从而使陀螺仪具有较高的灵敏度和较大的动态响应范围。根据检测模态和驱动模态匹配的原则,利用有限元模型对隧道陀螺仪的结构尺寸进行了优化,仿真结果表明,该陀螺仪在常压下的灵敏度为0.007 nm(°)/s。     

雷达结构精度影响因素与测量的分析研究

随着高集成、大功率和大口径雷达的发展,雷达结构精度对雷达低副瓣电平、测角精度等影响日趋明显。为提高结构精度指标分配的科学合理性,需梳理结构精度指标与电讯指标的对应关系,并详细分析各结构精度对应的影响因素,使雷达结构精度既能满足使用要求,又能降低实现成本。文中结合雷达结构中与电讯高度关联的阵面表面精度、天线座轴系精度、阵面位置精度和标校精度,逐个分析了各误差影响因素对结构精度的影响,并结合典型雷达给出具体分配方案,形成天线系统结构影响测角精度的定量计算方法。根据分析结果给出了结构精度测量与标定的技术实例,为类似雷达结构精度设计与测量提供借鉴。     

基于Cosserat理论的微梁振动特性的尺度效应

不少微观实验已经证实,微尺度领域材料的力学性能存在尺度效应.采用偶应力理论(又称Cosserat理论)研究微梁振动特性(主要是固有频率)的尺度效应.文中首先对偶应力理论进行简介,然后采用Hamilton变分原理推导基于Cosserat理论的微梁无阻尼自由振动的微分方程,分析微梁固有频率对微尺度的依赖性.结果表明,当微梁的厚度减小到可以和材料的本征长度相比时,微梁的固有频率将显著增大.     

新型谐振式传感器研究

讨论了一种新型声波测距系统的机理。由赫姆霍茨谐振器的原理知，容器体积V与其谐振频率ω0之间存在着数学关系；当传感器探头向料仓扫描式发射频率段时，探头同时接收回波并由单片机检测出谐振频率ω0。依据谐振频率ω0值求出料仓体积V，从而求出料位H。谐振式传感器探头由动圈式高频电动扬声器、电容传声器及单片机控制板组成；声波由电动扬声器发射，声波接收采用电容传声器。该传感器可应用在精度要求不高的固态料位、粉状料位和液位的检测。     

Scanning tunneling microscopy of Fe- and O-sublattices on Fe3O4(100)

We present scanning tunneling microscopy of an octahedral (B) plane terminated (square root of 2 x square root of 2) R45 degrees-reconstructed surface of a natural magnetite (100) crystal. Implementing a W-tip we achieve the same resolution on Fe rows as was reported in the past either with the use of antiferromagnetic tips or on magnetite (Fe3O4) films. We show images of Fe or O sublattices of Fe3O4 with atomic resolution.     

磁流变材料与磁液变阻尼器的潜在工程应用

磁流变材料由悬浮于载体液中的磁化微粒和稳定剂构成,是一种智能材料,在工程上有较大的应用前景。简要介绍了磁流变效应的机理及磁流变体的特性,阐述了磁流变器件的工作原理,归纳了磁流变技术在工程中的一些应用,展望了磁流变技术的应用前景。     

容栅角度测量装置的精度分析

本文介绍了容栅角度传感器的工作原理及精度分析，并说明了容栅角度测量装置在生产中的实际应用效果。     

两种新型液压密封装置的设计

设计了两种新型的密封装置，一种是外压补偿式，一种是内涨补偿式。两种装置大大减少了液压油内、外泄漏的机会，使密封更加可靠，且相应提高了使用寿命。