一种差分式电容传感器读出电路及其前置放大器的设计

采用基于开关电容技术的CMOS电路，实现差分式电容微传感器的信号读出；阐述了这种电路结构的工作原理；分析了噪声特性，并提出了减小噪声的措施。分析了各晶体管尺寸对热噪声和1/f噪声的影响；并在设计时进行了折衷。采用3μm阱CMOS工艺参数对前置放大器进行了HSPICE仿真：放大器具有68nV／√H^2的输入噪声、84dB的开环增益、130dB的共模增益等优良的交、直流特性；电路还可以达到1fF的输入分辨率。     

微传感器在调节阀稳定性试验中的应用研究

由于阀内流体流动强烈的非定常性而影响阀门工作的稳定性,甚至引起阀门的振动,危及设备的安全运行.以调节阀为研究对象,利用微小型高频动态压力传感器及其采集系统,在阀座喉部、阀碟头部等阀体内各关键部位设置测点,进行多种工况和多个方位的试验研究,并利用频谱分析方法对调节阀杆振动或不稳定工况的流场动态压力信号进行采集、处理和分析,深入研究阀内的复杂流动特性及其对阀门工作稳定性的影响,得出相应结论.     

微机电系统的研究与应用

概述了微机电系统的结构和特点,并介绍了MEMS传统加工工艺以及应用领域。     

微热板式低气压传感器的研制

研制了一种采用CMOS工艺和表面牺牲层技术加工的微热板式低气压传感器．该微热板为四臂支撑悬空矩形板，其边长为75μm，支撑桥长为60μm，板下气隙高度为0.5μm．采用经典傅里叶传热理论分析了恒电流工作方式下气压对微热板瞬态和稳态热特性的影响，结果表明在低气压范围内微热板传热以支撑桥导热为主，气压较高时以气体导热为主，微热板加热功率随气压增加而减小；传感器的热响应时间为毫秒量级并随气压增加而减小．传感器采用恒电流工作方式时，测得其气压响应范围为1～10~5Pa，且加热功率与气压间关系的理论分析结果与实测值吻合得较好．     

Application of power current microsensors to current measurements in gas-insulated switchgears

Modern primary distribution substations often adopt SF6 gas insulated switchgears (GISs) to reduce the overall construction space. Traditional current transformers (CTs), which are generally used in GISs for current measurement, consist of magnetic cores. These cores are bulky and increase the minimum space required inside GISs. Moreover, the occurrence of faults causes saturation in traditional CTs; this leads to distortion of detected current waveforms, which in turn triggers false responses in protective systems. The recently proposed power current microsensors based on the Hall effect have many advantages over traditional CTs, including smaller volume, quicker response, and wider measurement range, and they do not face the above-mentioned saturation problem. This study assesses the feasibility of replacing traditional CTs inside GISs with power current microsensors, taking into account certain actual conditions, including: (1) the actual distance between two adjoining cables inside GISs, (2) the worst unbalanced three-phase loads allowed by typical primary distribution substations, and (3) the four most common faults occurring in primary distribution substations. Current simulation and measurement results show that power current microsensors can measure current as accurately as traditional CTs. Moreover, during faults, microsensors do not encounter problems related to saturation, which exist with traditional CTs.     

MOS场效应管压力微传感器

阐述了一种MOS场效应管 (MOSFET)压力微传感器的结构和基本工作原理。通过对该传感器的仿真实验 ,证明了MOSFET压力微传感器可通过简单的电压———电流转换原理 ,利用栅极电容的变化导致漏极电流与开启电压的变化而有效地测出作用于栅极膜片的压力的变化 ,具有较高的灵敏度与稳定性。     

无线网络化微传感器及其嵌入式系统

首先对无线传感网络作了分类,描述了无线网络化微传感器的体系结构,提出了两种蓝牙无线网络化传感器的体系结构,其主要特征是蓝牙、RF-MEMS天线及嵌入式系统.然后,讨论了无线网络化微传感器的技术要求与关键技术,包括自适应跳频与自配置蓝牙组网等新思想;研究重点在于无线通信的稳定性与可靠性、无线组网方案及实时互联网连接.为实现环境监测并通过无线网络通信传递测量值,可设计无线网络化微传感器嵌入式系统;选用了适当型号的嵌入式处理器和uClinux操作系统,设计了系统软件、低层驱动程序、调度程序及蓝牙高层协议程序.最后,以无线远程图像监视系统作为实例加以说明.     

微型机电系统在医疗中的应用

微型机电系统是一个新兴的技术领域,其主要优点是体积小、重量轻、能耗少、响应快、大批量、成本低等,有广泛的应用前景。在概述微型机电系统的基础上,介绍了用于医疗的微型机电系统,包括微型传感器、微流量系统、微仪器,以及其它MEMS系统。最后简介了国内在这方面的发展状况。     

微流动系统的发展概况

概括介绍了微流动系统的发展情况 ,特别介绍了微型传感器、微型泵、微型阀、微型通道及微流动系统的结构特点     

用于低温环境的铂电阻温度微传感器

目前,铂电阻温度传感器主要应用于73 K(-200℃)以上环境的温度检测。设计了可用于10 K(-263℃)～200 K(-73℃)低温区的铂电阻温度微传感器。铂电阻温度微传感器采用对称的折回型结构,这种结构有效地降低了交流感抗的影响。传感器的敏感薄膜是一层采用磁控直流溅射沉积厚度为200 nm的铂薄膜。采用QD PPMS仪器测试传感器的电阻与温度的变化关系,得出传感器的电阻温度系数(TCR):研制的温度传感器的电阻温度系数在温度高于30K(-243℃)时可达到9980×10-6/K,同时在低于30K(-243℃)的深低温区域TCR也可达到3730×10-6/K。