一种基于MEMS技术的红外热探测器研究与设计

为了提高传统探测器的响应度和灵敏度,利用微机电系统(MEMS)的方法设计了一个微梁红外热探测器.对硅基微悬臂梁红外热探测器的工作原理进行了详尽的分析.设计了一个实验平台来测量微悬臂梁的变形,实验结果表明,基于MEMS技术的红外热探测器有良好的性能.     

基于气体润滑技术的MEMS透平研究进展

高能密度和微型化已经成为动力设备发展的必然趋势,然而,润滑技术的发展直接制约着高速透平的极限转速。微机电系统(MEMS)中的高速透平内轴承与转子间最小间隙为微米量级甚至更小,必然会给装置的设计和制造带来一些新问题。文中简要介绍了基于气体润滑技术的MEMS透平国内外发展状况,并对相关领域的研究进展进行了展望。     

基于MEMS的医用雾化微喷研究

介绍了一种基于MEMS技术的雾化微喷的设计、仿真、加工和实验结果。该微喷以压电效应为驱动方式,通过压电片振动所产生的压力使液体从阵列微喷孔中喷出,所产生的液滴直径和速度分布集中,无热效应,不会破坏药液的物理和化学特性。通过有限元仿真分析了微喷液体腔内压力波的分布,并根据仿真结果优化了微喷孔的布置。实验结果表明,该微喷所产生的液滴平均直径15μm,平均速度3m/s。     

MEMS微针研究

MEMS微针是目前的一个研究热点,是实现无痛给药、抽血和生化检验集成化的关键.本文探讨了MEMS微针的研究进展,给出了MEMS微针的研究结果,讨论了MEMS微针在实际中应用还应解决的关键问题.     

SDB技术在MEMS加速度计中的应用

介绍了硅硅直接键合(SDB)技术的反应机理、实现方法和技术优势,重点阐述了SDB技术在MEMS加速度计中的应用;通过初步测试,表明利用SDB技术制作的加速度计具有很好的稳定性.     

基于MEMS的OXC结构设计及其性能分析

为提高光网络交叉连接能力以及节点交换速度,在详细阐述OXC基本结构和工作原理的基础上,以MEMS为空间交换单元,采用阵列波导光栅(AWG)、波长变换器和可调谐滤波器等关键组件,实现了新型OXC结构的设计,并进一步分析各模块的功能及其优缺点。理论分析表明该OXC插入损耗小,交换容量大并支持节点升级,同时具备全光交叉连接和网络智能的优势,是实现全光通信的核心部件。     

基于节点分析法的复杂MEMS系统级仿真研究

系统级仿真在MEMS产品的设计开发过程中具有重要作用。本文在概要介绍两种统一环境下MEMS系统级仿真建模方法,即模拟/混合信号硬件描述语言（VHDL-AMS、Verilog-A等）表述法和等效电路法的基础上,借鉴MEMS结构化设计即节点分析的思想,提出了一种有别于常规信号流类比方法,适于复杂MEMS系统快速仿真的等效电路建模思路与方法,并结合一类典型MEMS集成系统——梳齿式静电反馈微加速度计的分析实例,对其进行了具体介绍和验证。最后,对VHDL-AMS语言描述法与本文所提出的等效电路法各自的应用原理、特点等进行了比较和总结。     

MEMS技术的研究现状和新进展

介绍MEMS技术几个主要方面的研究现状和最新进展:MEMS的加工技术、封装技术、检测技术。阐述MEMS技术仍面临的问题。     

基于MEMS技术的微型电磁继电器的研究

本文探讨了一种基于MEMS技术的微型电磁继电器的制造工艺.该继电器的特点是体积小、重量轻、寿命长等,在性能上介于普通电磁继电器和固态继电器之间,在制造工艺上类似固态继电器,因此可望大幅度降低造价,是一种有前途的新型继电器.     

MEMS器件圆度误差纳米级测量方法研究

为了测量毫米以下尺寸MEMS零件的圆度参数,建立了将扫描探针显微镜(SPM)系统的原子力测头作为测量传感器,配合精密回转气浮轴系实现对待测试件进行转位的测试系统;讨论了精密气浮轴系、驱动电机、装夹调心装置等关键部件的设计问题及测量系统的工作原理.应用测试系统测量了直径约为0.2mm的微细电极外表面形貌,对获得的表面数据进行了滤波处理,最后使用最小二乘圆度评定准则计算其圆度误差为3.210μm.这种方法可以为圆形MEMS器件的制造工艺提供可行的测量方法与手段.     

基于DSP的便携式气体检测仪系统

以新型处理器DSP TMS320F28335 为核心,提出一种新型的便携式气体检测系统研究方案.该方案选用6个气敏传感器和温湿度测量模块共同组成传感器阵列,结合优良气体检测模式识别算法的选取原则,运用改进的具有温湿度补偿能力的新型双BP网络对含有甲烷(CH<,4>)和氢气(H<,2>)两种混合气体中单一气体成分和混合气体成分分别进行定性识别和定量检测.实验结果表明:该方案克服了其它某些模式识别方法存在的一些不足之处,并提高了气体定性识别和定量检测的准确率,具有较高的工程应用价值.     

基于虚拟仪器技术的便携式机车信号检测仪

采用虚拟仪器技术,结合Visual Basic软件,利用PC机进行机车检测信号生成,可避免铁路机车信号制式变更后的再次开发.由USB通信将软件生成检测信号导入该检测仪,经滤波放大后实现信号发送.通过VB对机车信号生成软件进行了开发,采用巴特沃斯滤波器时检测仪滤波电路进行了设计,选择MSP430单片机监测检测信号和模拟环线电流,增强了检测仪的智能性.经现场测试证明:该检测仪操作简便,提高了测试质量.     

基于MSP430的便携式四合一气体检测仪

提出一种基于MSP430的便携式四合一气体检测仪的设计方案,给出了系统的硬件和软件设计.该检测仪采用电化学原理来检测氧气、一氧化碳和硫化氢,采用催化燃烧原理来检测甲烷.系统采用了MSP430F5438作为主控芯片,兼顾了检测仪的性能和低功耗.检测仪移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,提高了系统的可靠性和稳定性.利用传感器信号矩阵运算去除气体交叉干扰.通过现场测试,该检测仪测量精确,性能稳定.     

基于MEMS工艺的半导体电阻式气敏元件的研究

介绍了半导体电阻式气敏元件工作原理,设计了一种基于MEMS工艺的薄膜气敏元件结构,此结构以Si3N4/SiO2/Si3N4复合薄膜作为支撑隔热层,蜿蜒状多晶硅作为加热层,梳状Ag电极作为气敏薄膜信号电极,SiO2作为加热层与Ag电极的绝缘层,并在SiO2绝缘层上刻蚀通孔形成加热层与金属互连。该结构具有通用性,对不同气敏特性的材料均适用,且易于改进为组合结构或阵列结构。最后,对其工艺进行了阐述。     

基于MEMS技术的微型传感器

和传统的传感器相比，微型传感器具有许多新特性，它们能够弥补传统传感器的不足，具有广泛的应用前景，越来越受到重视。文中详细介绍了一些微型传感器件的结构和原理，说明了微型传感器的基本性能特点和微型传感器的发展趋势。     

基于MEMS技术的胃肠道无线内窥镜的研究

胃肠道无线内窥镜主要用于胃肠道疾病的诊断。其核心部分为一可吞服的胃肠道摄像无线发射的药丸,可将摄取到的胃肠道图像通过调制以无线方式发送出体外,然后经过信号解调,还原出视频信号,由计算机进行图像采集和处理。研究的关键在于摄像药丸的微型化和无线传输图像的稳定性。利用MEMS技术可以大大缩小摄像电路和发射电路的尺寸,从而大大缩小摄像药丸的体积。     

基于菱形搜索块匹配技术的微机电系统微运动测量研究

首先,分析了块匹配运动模型和测量原理,采用最小总绝对差值设置块匹配准则,确立了菱形搜索算法的块匹配搜索路径。该算法通过大小模板块匹配进行粗定位和精定位,求解微运动最佳运动矢量。然后,设计了基于计算机微视觉的微机电系统图像获取方案,并以微机电系统谐振器为研究对象,获取24幅不同相位图像,用所提出的微运动测量方法进行分析和验证,结果表明：基于最小总绝对差值和菱形搜索算法的块匹配技术能较好地估计和测量微机电系统器件的微运动矢量。     

基于AT89C52的便携式甲醛检测仪设计

为了能够准确测量室内和一些特殊环境甲醛浓度,以单片机AT89C52为主控核心,采用电化学CH2O甲醛传感器为数据采集模块,设计了一种用于室内及一些特殊环境中甲醛浓度检测装置。     

基于MEMS技术梁膜结合压阻式加速度计的设计

提出了一种压阻式加速度计的新结构模型,采用梁膜结合结构方式,提高了低量程微硅压阻式加速度计的固有频率,减小了挠度对加速度计输出线性度的影响.通过有限元ANSYS仿真软件对结构模型进行静态和模态分析,发现在相同的负载条件下,新结构与传统结构相比,其固有频率平均提高了39%,挠度平均下降了39%,并对影响灵敏度、固有频率等主要指标的因素讨论分析,确定传感器的电阻分布和结构参数,对其结构进行优化.最后设计了版图及一套可行的工艺流程,采用各向异性化学腐蚀技术在单晶硅上制作压阻式加速度计,并与玻璃衬底阳极键合,从而提高加速度计的可靠性.该加速度计具有小尺寸、高频响、高精度的优点.