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。     

大行程纳米分辨率加载机构的研制

对微构件力学性能测试的微力微位移装置的重要组成部分－－大位移高分辨率加载机构进行了研究。根据微力微位移装置的要求,提出了一种通过结构变形进行加载的载体式两级加载机构,该机构的第一和第二级分别通过压电陶瓷驱动器和直线电机进行加载,输出位移通过电容测微仪检测。加载机构的第一级是一个位移放大机构,采用柔性铰链连接的杠杆放大,第二级通过柔性杆进行输出位移的缩小。采用遗传算法优化设计了两级整体式结构,用有限元进行分析,并对加载机构的第一级进行了实验。有限元分析和实验结果表明,所设计的结构能够实现最1mm的输出位移,并在压电驱动器和直线电机的驱动下,获得小于10nm的理论位移增量和纳米级位移分辨率。该机构满足了最大加载为20N的要求。该加载机构的研制成功解决了微力微位移位置的一个关键问题。     

用纳米压入法测量硼化铪涂层的弹性模量

用Nano IndenterⅡ对硼化铪，石英和硼化铪/硅等膜/基结构进行纳米压入测量。通过对测得的载荷一位移曲线进行处理，得到硼化铪涂层的弹性模量为188．78GPa。实验表明，较软基底对测量结果的影响较大，所得的评定值失真，用KING提出的评定模型也未获得较好的结果。因此，最大压入深度应在保证压头尖钝化和薄膜表面质量对测量结果影响不太大的情况下尽量减少最大压入深度。     

一种基于微弯效应的光纤液位传感器的研制

研制了一种用于测量储油罐油位的光纤传感系统，介绍了完整的研制过程。传感头是利用光纤的微弯效应制成的压力传感器，用耐油铝塑管对光纤和传感头进行封装。样机实测显示，最大非线性度为2．9％，灵敏度为14．5mV／l0．8mV／kPa。本系统结构简单，成本低廉，非常适用于要求防燃、防爆和耐腐蚀等场合的液位测量。     

数字正交调制器在脉冲多卜勒雷达杂波信号模拟中的应用

杂波信号是频谱关于零多卜勒不对称的非平稳随机信号,在实验室仿真时,需要将时域信号搬移到中频或射频上,为了得到较高的镜频抑制制度,文章提出了数字正交调制（ＤＱＭ）的方法,以取代传统的性正交调制器（ＬＱＭ）,文中对其实现原理进行了阐述。     

TiN模板热压印中的若干关键影响因素仿真分析

在热压印过程中,模板和基体上的聚合物直接物理接触,压印压力、温度和时间是决定压印效果的主要因素.模板是否完全填充,对压印质量有着至关重要的影响,为了获得正确的压印参数,有必要了解在热压印过程中的聚合物流动机理.文中使用Ansys 有限元软件数值仿真热压印过程中的相关问题.首先,建立超弹模型,仿真分析热压印过程中压力与聚...     

MEMS耐高温压力传感器封装工艺研究

为解决特种压力传感器结构的封装难题,提出了三种能够适用于200°C高温条件下的先进封装技术.通过有限元模拟,确定了采用低温玻璃键合技术对多种压力传感器进行封装,分析得出了适合的中间键合层厚度.选定了高强度低膨胀基底合金材料,制定了低温玻璃键合的工艺流程,采用先进的丝网印刷工艺确保中间键合层厚度.实验表明经过该工艺封装的压力传感器在高温下具有可靠的性能,能满足现代工业测量需求.     

Effect of annealing temperature of Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 gate insulator on performance of ZnO based thin film transistors

The bottom-gate structure ZnO based thin film transistors (ZnO-TFTs) using Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇ (BZN) thin films as gate insulator were fabricated on Pt/SiO₂/Si substrate by radio frequency magnetic sputtering. We investigated the effect of annealing temperature at 300, 400, and 500℃ on the performance of BZN thin films and ZnO-TFTs. XRD measurement confirmed that BZN thin films were amorphous in nature. BZN thin films annealed at 400℃ obtain the high capacitance density of 249 nF/cm², high dielectric constant of 71, and low leakage current density of 10^-7 A/cm² on/off current ratio and field effect mobility of ZnO-TFTs annealed at 400℃ are approximately one order of magnitude and two times, respectively higher than that of ZnO-TFTs annealed at 300℃. When the annealing temperature is 400℃, the electrical performance of ZnO-TFTs is enhanced remarkably. Devices obtain a low sub-threshold swing of 470 mV/dec and surface states density of 3.21×10¹²cm^-2.     

聚酰亚胺多模干涉器结构的光学加速度传感器

针对电学原理的加速传感器在大温差、高电磁干扰的环境中的使用受限制,以及二氧化硅等无机材料制作的多模干涉器韧性差、折射率调节困难、尺寸较大等问题,提出了聚酰亚胺波导材料的多模干涉器结构集成光学加速度传感器。在外力作用下多模干涉器的输入/输出光场与干涉区会产生相对位移,导致各模式激励系数发生改变,通过输出场强的变化测得加速度。利用束传播法分析多模干涉结构以及环境温度与波导输出性能关系,以及有限元法分析力学结构对传感器性能的影响,结果表明这种传感器具有加工冗余度高、温度稳定性高和线性度较好等优点。     

柔性机构尺寸与形状优化新方法及实现

针对MEMS复杂器件优化困难的问题,提出了一种柔性机构尺寸与形状优化的新方法。该方法采用遗传算法(GA)与有限元方法(FE)联合的优化策略,用MATLAB软件作为"调度员",将ANSYS与MATLAB自带的遗传算法工具箱进行有机集成,共同完成柔性机构的优化功能。最后以一种柔性微杠杆机构为例,实现了提出的优化方法,给出了优化的结果。