基于MZI光波导的MOEMS压力传感器

集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力.设计了基于MZI光波导的MOEMS压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光对波导折射率的影响.通过设计弹性薄膜的尺寸(a=2 mm,b=1 mm,h=20 μm)和选用波长为1.31μm的单模激光,得到传感器的灵敏度为1.84×10~(-2) kPa,半波压力为85 kPa.     

C型压力传感器结构偏差对传感器灵敏度的影响

本文通过有限元方法对Ｃ型压力传感器的应力分析，给出了传感器结构偏差对压力传感器的性能尤其是灵敏度的影响。     

高温压力传感器现状与展望

论述了多晶硅、SOI（绝缘体上硅）、碳化硅、SOS（蓝宝石上硅）、石英、溅射合金薄膜、陶瓷厚膜和光等高温压力传感器的基本结构、工作原理、特点及研究现状，展望了压力传感器的未来。     

微谐振式压力传感器的系统级建模与仿真

具有微型化、多域耦合等特点的MEMS传感器对设计具有高精度、高效率、迭代设计、结构与电路联合设计等要求。基于组件库或集总参数的MEMS系统级设计方法虽然满足了这些要求,但在面向特定器件的定制化设计方面却略显不足。以一MEMS谐振式压力传感器为例,提出了一种全参数化系统级建模与仿真方法。在建立的详细数学模型基础上,通过硬件描述语言对传感器谐振子按照详细拓扑结构进行了建模与仿真。仿真结果和实验结果的对比显示这是一种满足MEMS设计要求的建模与仿真方法。     

基于MOEMS的光学校正

研究了基于自适应光学的气动光学效应波前校正的方法;在现有自适应光学理论的基础上,构建了基于MOEMS的气动光学效应波前校正的关键技术;从理论层面上解释了该方法在高速制导系统中的可行性.     

压力传感器加速度效应的系统辨识与建模研究

压力场测试过程中,由于压电型压力传感器的加速度效应给测试带来很大误差。针对这一问题,对压电型压力传感器中压电材料的加速度效应进行了理论分析和有限元静态与动态研究分析。根据系统辨识理论,运用马歇特锤试验数据,对压力传感器加速度效应进行了ARX模型系统建模。基于该模型建立加速度效应数字补偿滤波器,试验结果表明:经过该模型滤波后压力传感器加速度效应降低88%以上。该模型具有精确度高,可靠性和通用性强的特点。     

基于仿真实验云平台压力传感器变换特性教学研究

利用基于云平台的仿真实验对悬臂梁应变式电阻压力传感器的压力-电压变换特性进行研究,能使学生更好地理解压力传感器压力-电压变换特性的基本原理,帮助学生掌握压力传感器变换特性的实验方法,是一种克服时间和空间限制的有效教学模式。该研究分析了压力传感器变换特性的实验原理,包括数字式称重衡器的电路结构和压力传感器的压力-电压变换灵敏度的推导方法,得出了经放大后的输出电压与负载质量呈线性关系的结论。基于压力传感器变换特性的实验原理,设计了压力传感器变换特性研究的仿真云平台,并介绍了该仿真云平台的操作方法和数据记录的内容。该仿真云平台可以实现称重衡器的调零和量程校准操作,利用压力-电压之间的线性关系可在数显电路中显示出未知物体的质量。利用仿真实验云平台进行压力传感器变换特性的辅助教学,能帮助学生理解新型电子秤量技术。将传统应变式称重传感器与现代电子技术结合起来,有利于提高实验教学质量。     

矩形双岛硅膜结构扩散硅压力传感器

本文报道一种已获国家专利的新型扩散硅压力传感器结构。它由带有矩形双岛的方形硅膜和扩散硅力敏电阻全桥组成。用各向异性腐蚀工艺形成其微机械结构。力敏电阻位于小岛形成的沟槽内。由于外应力高度集中于这些沟槽内,故器件的压力灵敏度比C型硅杯结构提高五倍左右。采用该结构还可实现非线性内补偿。本文讨论了最佳补偿条件并由实验得到证实。已制成量程为100kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出150mV/V和量程为6kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出80mV/10V的PT14型扩散硅压力传感器。     

SiC高温压力传感器电容芯片设计与仿真

MEMS压力传感器的研制已相当成熟,但在高温领域却遇到了许多问题,为解决高温环境下压力测量的问题,文中介绍了一种新型Si C高温压力传感器电容芯片的设计方案。应用Ansys有限元分析软件进行热-结构耦合场仿真分析,常温下电容芯片的灵敏度为1.3 p F/bar(1 bar=100 k Pa),300℃、500℃、700℃时灵敏度分别为1.4 p F/bar、1.54 p F/bar、1.74 p F/bar,表明这种结构在高温下仍具有较高的灵敏度,同时对结构进行模态仿真,由模态分析结果知,一阶频率为245 930 Hz,可知该结构具有很高的频响。     

MEMS高温压力传感器研究与进展

MEMS高温压力传感器随着新型半导体材料和加工工艺的不断深入研究而迅速发展,近年来这一研究方向涌现出不少研究成果.对国内外具有主导影响的多晶硅、SOI、SOS、金刚石薄膜、SiC、电容式、声表面波、光纤式等几类耐高温压力传感器的研究进展、技术关键及应用情况等做回顾论述,并针对各自的主要优缺点进行对比分析和讨论,最后展望了高温压力传感器的发展趋势.     

硅压力传感器的过载保护设计

通过测量硅膜片的结构设计和压力传感器外界保护结构设计,实现了压力传感器过载保护的目的。针对差压传感器表现为正负双腔和中心过载保护膜片联动保护的设计方案,即当过载压力达到超高差压之前,使高压侧膜片和基体贴合,低压侧膜片鼓出,阻止超高差压传入传感器内;对于表压和绝压传感器表现为测量端和过载保护膜片联动的设计方案,即当过载压力达到超高压之前,使测量端膜片和基体贴合,过载保护膜片鼓起,阻止超高压传入传感器内。     

光纤法珀式SiC耐高温压力传感器的制造与测试

针对高温环境下压力参数的原位测试需求,基于碳化硅（SiC）材料优异的耐高温特性,研制了一种光纤法珀式全SiC结构耐高温压力传感器。采用超声振动铣磨的加工方法制备了表面粗糙度Ra约11.9 nm的SiC传感膜片。利用SiC晶片氢氟酸辅助直接键合技术,实现SiC传感膜片与SiC基板的高强度气密性键合。搭建了高温压力测试系统,对制备的SiC耐高温压力传感器样机进行了高温环境下的性能测试。结果表明,该传感器能够实现600 ℃高温环境下 0~4 MPa范围内的压力测量;600 ℃下传感器的压力灵敏度达到104.42 nm/MPa,具有较高的线性度,R2＞0.99。     

新型宽温区压力传感器技术

为研制新型耐高温和耐低温压力传感器,提出了一种基于SOS(蓝宝石上硅)技术制造的压力传感器.所述硅-蓝宝石压力传感器采用先封装再刻制应变电阻的新工艺,制成的应变电阻和补偿用热电阻精度高、质量好,且在整个工艺流程中不使用化学药品,对环境无污染.制成的硅-蓝宝石压力传感器,可以测量在-55～+400 ℃宽温区范围内的流体压力,并可以同时测量温度.给出了该传感器的试验数据,得到了比较满意的结果.     

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。     

电阻应变式F／T传感器在Matlab中建模与仿真

介绍F／T传感器工作原理,根据美国ATI工业自动化公司生产的mini85型F／T传感器建立数学模型,使用Matlab软件中Simulink模块对传感器进行仿真,研究不同F／T输入的响应曲线。     

电容压力传感器的FLANN建模方法

旨在开发一种计算简单的电容压力传感器的模型，以便经济、可靠地应用。分析表明采用新型函数链接型神经网络建立的电容压力传感器模型能够精确读出应用压力，它是一种能实现输入到输出的高度非线性映射并且运算高效的非线性网络，在建立传感器模型的类似性能上比多层感知器具有更高的运算优势。     

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℃。     

压力传感器仿真平台软件的设计

基于Visual C++和ANSYS有限元软件,开发了压力传感器仿真平台分析软件.借助Visual C++前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对压力传感器隔离膜片仿真分析,建立仿真平台,为压力传感器在膜片设计上提供了理论依据.根据输入参数自动生成APDL代码文本,然后在ANSYS中运行该APDL代码文本,分析结果可直接在程序中查看.     

汽车防抱死制动系统液压控制单元的建模与仿真

为改善汽车防抱死制动系统（ABS）整体性能,从ABS液压控制单元（HCU）的主缸、轮缸、增压阀、减压阀、蓄能器、电机以及回油泵等元件的工作原理及结构出发,建立了各元件的数学模型;基于MATLAB/Simulink仿真软件,结合电磁场分析、流场分析和实验辨识多种手段,得到模型中的未知参量,建立了各元件准确的仿真模型,进而构建HCU参数化仿真模型。通过对试验和HCU系统仿真结果进行对比,验证了所搭建的HCU系统仿真模型的准确性,为进一步建立ABS虚拟样机奠定了基础。