基于塑性变形的自对准垂直位错梳齿结构制作工艺

研究了基于塑性变形工艺的自对准垂直位错梳齿结构制作工艺,主要包括采用非SOI硅片实现可动电极和固定电极的绝缘,通过KOH各向异性腐蚀制作凸台实现可动梳齿和固定梳齿的精确自对准,利用塑性变形使可动梳齿和固定梳齿在垂直方向上产生位错,以及结构释放后用硅片做掩膜制作电极引线块.最后利用该工艺成功地制作出一个垂直位错梳状驱动器.     

一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz.     

力反馈微加速度计的准静态和阶跃响应模型

对于微机械电容式加速度计,为了检测微小电容变化,必须引入交直流电压驱动信号,然而该静电力的存在显著影响传感器的最大可靠工作范围。对准静态惯性信号和阶跃惯性信号,深入研究了力反馈加速度计的可靠工作范围,建立了不同偏压配置的驱动信号对引起吸合失效的临界加速度信号的影响模型。研究结果表明静电力对阶跃信号的影响要比准静态信号大,动态工作条件下所能承受的最大阶跃加速度信号比准静态信号要小一个数量因子。对于双边驱动的力反馈加速度计,正正偏压配置或正负偏压配置可以最大程度地减小驱动信号引起的传感器吸合失效,从而增大可靠工作范围;而负负偏压配置或负正偏压配置增大了驱动信号效应,从而大大减小了可靠工作范围。     

一种栅型结构微机械陀螺的研究

介绍了一种新型结构微机械陀螺的设计及制作。新型陀螺的驱动振动和敏感检测振动的阻尼均为滑膜阻尼，且几乎相同，惯性质量块为栅型结构，由弹性悬臂梁支撑，驱动固定电极和敏感检测固定电极位于惯性质量块下方。分析了新型陀螺的工作特性，说明了陀螺结构参数对陀螺灵敏度的影响，实验结果表明，大气状态下，新型栅结构微机械陀螺的驱动和敏感检测品质因子Q均可达到66。     

振子框架式微机械陀螺的有限元模拟

利用有限元方法,研究振子框式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了陀螺的结构尺寸,并为结构改进和制备工艺提供理论指导。     

基于多神经网络模糊积分集成的无损检测缺陷分类

在无损检测信号处理和特征构造的基础上 ,用神经网络对缺陷进行识别 ,然后运用模糊积分对多个神经网络的分类结果进行融合。并以胶接结构典型缺陷的超声波检测与识别为例 ,给出了一些实验结果。结果表明用模糊积分集成后的正确分类率比单独网络的正确分类率有较大提高     

多传感器信息融合机器人工件识别

为了实现智能机器人对工件的自主识别,用遗传算法对模糊融合中多个参数进行优化,对多传感器信息在决策级进行模糊融合。仿真实验结果表明,该方法可以减少单一传感器的不确定性,增加结果的可分离性,从而提高系统对目标的识别能力。     

一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz.     

基于数字电路的二阶Σ-Δ调制微加速度计

为了简化模拟电路部分的设计,减少模拟电路的干扰,提出了一种基于数字电路的Σ-Δ调制微加速度计.在传统由纯模拟电路搭建的Σ-Δ接口电路基础上,将基于运算放大器的比例放大、微分、积分电路使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实现.使用分立元件搭建了PCB板级电路,实现了采样频率为50 kHz的二阶Σ-Δ闭环调制接口电路.测试结果表明:该加速度计灵敏度为1.4 V/gn,系统基带内闭环噪声密度小于400 μgm/Hz1/2.     

栅结构微陀螺大角速度信号输入下分辨率的研究

主要研究了大角速度信号输入对栅结构振动式微陀螺及其检测电路分辨率的影响。在0.01-200°/s的动态范围内,按照设计值,陀螺器件与检测电路组成的系统能够分辨0.01°/s的输入角速度变化。考虑到驱动电压和积分电容与敏感电容的特性差异的影响后,当输入角速度大于10°/s时,整个系统即无法分辨0.01°/s的输入角速度变化。针对这种情况,提出了在传感器件上集成关键元件的方法来解决大角速度信号输入下整个系统分辨率降低的问题。