MEMS检波器动态参数及测试方法的研究

实际工程勘探中传感器通称检波器,常规的加速度和速度型传感器的检测量是静态参数,而石油勘探等领域检测的是动态参数,也就是频率和波形。MEMS检波器主要动态参数有:频率响应也称频率范围、失真系数、动态范围。本文主要研究MEMS检波器动态参数及测试方法,通过对地震勘探MEMS检波器进行动态性能分析,介绍频率范围、失真度系数、动态范围的测试方法,实际的测量结果证明了测试方法的正确性和可行性。     

MEMS差动电容加速度传感器

介绍了一种MEMS差动电容加速度传感器的设计及所达到的技术指标。对MEMS Sensor选择差动电容传感器的理论依据进行了分析，叙述了MEMS差动电容加速度传感器各项参数的设计依据，包括灵敏度、非线性、温度漂移、隔离度、频带宽度等，同时介绍了该传感器各项指标的测试数据。该传感器具有灵敏度高、参数设计合理，不用温度和线性补偿就达到了高线性和低漂移，结构合理，达到理想的横向隔离效果和宽的频率响应特性等特点。     

MEMS加速度传感器在微位移测量中的应用研究

MEMS加速度传感器在微位移测量中有着广泛的应用,文章介绍了目前世界上主要的MEMS加速度传感器研究和生产情况,并针对MEMS加速度传感器在微位移测量方面的应用进行了概述,对其应用领域、研究方法和得出的结论进行了分析与评述,提出了目前存在的问题,并给出了相关的建议,为MEMS加速度传感器的进一步研究和应用提供参考。     

基于MEMS加速度传感器的云高仪倾角和振动测量

提出了一种基于MEMS加速度传感器的半导体激光云高仪倾角和振动测量方案.根据系统要求和加速度传感器的信号特点,研制了外部信号滤波调理电路,并对不同的滤波参数进行了实验比较分析.结果表明:该方案利用一片MEMS加速度传感器的数字和模拟输出,分别进行滤波调理,同时实现精密的倾角和振动测量.测量方案满足系统要求,有效辅助了云高的测量,电路构成体积小、可靠性高、成本较低.     

无线加速度传感器的MEMS芯片ADXL202应用设计与集成

阐述了一种基于MEMS技术的芯片ADXL202的应用设计与集成。介绍了ADXL202的测试原理和主要参数设计原则，然后利用其集成了一种无线加速度传感器并进行了测试。实验结果表明：ADXL202非常适合于频率变化较为缓慢、加速度不太大的土木工程结构的测量；利用ADXL202所构成的无线加速度传感器，易安装拆除，适合在土木工程结构监测中应用。     

考虑横向灵敏度的三轴加速度传感器标定方法研究

横向灵敏度是单轴加速度传感器的重要指标之一,它直接影响到三轴加速度传感器的标定模型与测量精度.本论文以三轴MEMS加速度传感器为研究对象,在传统的标定模型中引入了导致测量耦合的横向灵敏度误差,建立了一种新的三轴加速度传感器标定模型,该模型将传感器的横向灵敏度以对称矩阵的形式引入现有的标定公式,构建了包含零位偏差、标度因...     

机械故障信息监测MEMS高频加速度传感器

结合机械故障信息监测的需求,将微机电系统(micro electro-mechanical system,简称MEMS)传感器技术引入到机械装备的振动测量中,介绍了压阻式MEMS加速度传感器的检测原理、结构设计、微加工工艺及其关键技术。以"小变形-大应力"为敏感结构设计思路,研制了梁膜结构、孔缝双桥结构以及复合多梁结构3种高频加速度传感器,以满足高速制造装备的振动信号监测对传感器的需求。通过静态、动态性能测试实验可以看出,3种结构均在一定程度上提升了传感器的测量性能,实际测振实验也说明所研制的MEMS加速度传感器具备了装备振动信号检测所需的功能。具有微型化、低成本以及可大规模生产潜力的MEMS传感器的发展为高端机械制造装备的发展提供了新的器件支持,推动主轴部件等的智能化、一体化发展。     

一种真空微电子加速度传感器及其信号检测电路

结合真空微电子技术、MEMS技术和传感器技术,依据冷阴极场致发射的原理,设计了一种带过载保护功能的新型真空微电子加速度传感器.介绍了传感器的工作原理,设计了传感器的信号检测电路,并通过OrCAD软件进行了模拟.初步实验结果表明该传感器的研制是完全可行的,而且比其他传感器具有更好的性能.     

平面电极型MEMS电化学地震传感器

针对传统电化学地震传感器的加工工艺成本高、一致性差等问题,设计了一种新的平面电极型微机电系统(MEMS)电化学地震传感器结构。建立了平面电极型MEMS电化学地震传感器的计算模型,通过Comsol多场耦合数值模拟分析方法,对影响传感器的结构参数如:电极宽度、电极间距、流道高度等进行了计算和优化。采用MEMS表面工艺和准LIGA工艺,制备了平面电极型MEMS电化学地震传感器。最后,与采用传统方法精密加工的MET2003器件进行了频率响应和微震动的对比测试。实验结果表明:与MET2003器件相比,平面电极型MEMS电化学地震传感器的带宽从1Hz扩展到了30Hz,两种器件的采集结果具有很好的相关性和一致性,相关系数为0.887,在1Hz处的噪声低于120dB。     

压阻式高固有频率Z轴加速度敏感结构

基于微机电系统(MEMS)技术的加速度传感器因其性价比高、易于集成化而得到广泛应用,但在普通MEMS加速度敏感结构中仍然存在灵敏度和固有频率相互制约的弱点。为此,文中优化设计了一种压阻式新型加速度敏感结构,该结构在弹性梁加质量块的基本结构上引入了敏感微梁,在保证高灵敏度的同时,显著提高了固有频率。其灵敏度与固有频率的乘积可比普通MEMS加速度计提高25倍以上。     

提高MEMS检波器技术指标的研究

通过对石油勘探领域应用的电容式MEMS加速度检波器的研究,重点提出提高MEMS检波器的动态、静态、稳定性指标的方法及理论根据,并通过试验进一步证明方法的正确性及可行性。     

基于平面线圈的磨粒监测传感器

为了提高油液的在线监测水平,研制了一种基于电感测量的铁磁性颗粒传感器,用MEMS工艺制作了一种平面线圈型的传感器并分析了其工作原理.设计了信号处理电路,对传感器的性能进行了实验研究.结果表明:颗粒含量在10～ 100 mg时,传感器具有良好的线性度,灵敏度为7.145 5 V/g,该传感器可以分辨5 mg的铁屑含量,输出稳定,为油液的在线监测提供了一种新的检测元件.     

用于抽油机井示功仪的载荷位移一体化智能变送器

针对目前内部集成载荷传感器与位移传感器的抽油机井示功仪结构复杂、不易生产和调试的问题,提出一种结合变阻式载荷传感器和集成式加速度传感器的可分离的载荷位移一体化智能变送器的设计思想,给出了基于MSC1202芯片的具体实现方案。测试结果表明所设计的载荷位移一体化变送器稳定性与重复性好,精度与线性度高,同时具有一定的智能性。该变送器可以方便灵活地与标准无线发送模块组成无线抽油机井示功仪,具有很好的实际应用价值。     

基于SG算法的MEMS加速度传感器信号恢复研究

针对信号恢复前期存在局部干扰噪声,导致信号恢复质量较差和恢复速率较慢的问题,提出基于 SG 算法的 MEMS 加速度传感器信号恢复方法.将小波 SG 设定为传感器的预滤波单元,降低白噪声和局部强干扰对信号恢复产生的影响,同时结合 EEMD 抑制模式的特性剔除无利用价值的信号,提取有效的信号.将经过去噪处理信号的时间域平滑特性和空间平滑特性相结合,组建联合图模型.通过联合图模型中传感器信号的关联特性设计迭代恢复算法,最终完成 MEMS 加速度传感器信号恢复.实验结果表明,基于 SG 算法的 MEMS 加速度传感器信号恢复方法,可获取高质量和高效率的信号恢复结果.     

硅的微观硬度测试研究

对微机械而言 ,不仅微观环境对其工作性能有所影响 ,而且微构件本身的力学性能也直接影响到微机械的服役寿命和工作性能。在微小尺度下 ,材料的微观力学性能与宏观力学性能之间有很大的差别 ,如何测试其力学性能参数 ,如弹性模量和表面硬度等 ,就成为微机械设计的关键和保证其可靠运行的基础。本文介绍了纳米硬度计的工作原理和微小尺度下材料的弹性模量和硬度的计算方法 ,并对微构件制备中最常用的材料硅的微观力学特性进行了初步测试。试验结果表明 :硅在微小载荷下表现出了很好的力学性能 ,其表面硬度随压入深度的增大而减小 ,并逐渐趋近硅的宏观硬度值     

基于SOC的MEMS双轴式数显倾角仪的研究

利用SOC驱动MEMS先进的传感器件设计了微型化、智能化、多功能、功耗低的便携式双轴式数显倾角仪,该倾角仪以SOCLPC2220为平台,使用嵌入式实时操作系统μC/OS-II,根据采集到的基于MEMS技术的MXD2020E加速度传感器的输出信号,计算出相应轴向的倾角变化,并通过LCD显示器显示测量结果。该倾角仪具有使用便携、测量精确、智能等特点,适用于高精度条件下的倾角测量。     

MEMS中基于制造工艺的多层材料结构分析

在 MEMS中,由于制造工艺的不同,形成了不同的多层材料结构.因此,在MEMS设计中必须针对多层材料结构形式进行分析.同时,由于它们的功能要求差异和使用环境的不同,必须对其进行必要的结构分析,以最佳的结构性能,最低的制造成本满足使用要求.文中提出MEMS中基于制造工艺的多层材料结构分析的方法.并应用该方法针对加速度微阵列式传感器进行结构分析计算,设计并制造了式样.在ENDVCO2270设备上进行测试,获得62500g的加速度测试值.