MEMS加速度计的GPS终端的低功耗系统设计

锂电池供电的便携式GPS定位终端,其待机时间是影响产品实际应用的一个主要因素。采用MEMS加速度计作为运动检测开关,在后台辨别目标体的动静状态,决定系统CPU工作的工作状态,合理配置GPS、GSM各模块的工作模式,优化整个的节电工作状态,可延长终端待机时长。     

微流量传感器及其在压电泵闭环控制中的应用

在现有压电泵研制基础上,开发了一种基于压差原理的微流量传感器并将其集成到压电泵闭环控制系统中,实现了压电泵输出试剂体积精确闭环控制.通过理论计算,指出了传感器的设计原理和传感器芯片设计原则,进而完成了传感器的封装;为方便观察传感器检测的流量信号,设计了传感器信号的显示模块;通过实验实现了传感器信号的标定和性能的测试;最后搭建压电泵闭环控制系统,并引入了模糊P ID控制算法进行精确体积试剂分配控制,通过试剂分配测试实验表明,当期望分配体积100μL时该系统试剂分配偏差小于0.1μL,具有较好的精度.     

Low-Power Operational Amplifier for Real-Time Signal Processing System of Micro Air Vehicle

A low-power complementary metal oxide semiconductor(CMOS) operational amplifier (op-amp) for real-time signal processing of micro air vehicle (MAV) is designed in this paper. Traditional folded cascode architecture with positive channel metal oxide semiconductor(PMOS) differential input transistors and sub-threshold technology are applied under the low supply voltage. Simulation results show that this amplifier has significantly low power, while maintaining almost the same gain, bandwidth and other key performances. The power required is only 0.12mW, which is applicable to low-power and low-voltage real-time signal acquisition and processing system.     

光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。     

基于MEMS传感器的振动筛工况检测技术研究

基于MEMS技术的3轴加速度传感器MMA7260Q,应用飞思卡尔公司新型S08AW 60和智能数据处理技术,研制出具有微型化、智能化、高集成度的振动筛有载工况检测装置,可同时测量振动筛任意位置的X、Y、Z3轴加速度参数,该装置由振动检测电路、MCU核心单元、加速度信号预处理软件和上位机显示界面等组成,可以应用于散粒体(粮食)新型加工装备的研究、设计和技改验收等.     

基于MEMS技术研制RF硅基微电感线圈

在分析了硅基上金属线圈的串联电阻、金属层厚度等在低频和高频的情况下对Q的影响及原因的基础上,提出了一种在硅杯表面采用浓硼扩散区与镀金属膜形成的欧姆接触电极作为内引线的硅基电感的新制造方法。设计了硅基电感的版图尺寸和相关的工艺流程,用IntelliSuite软件模拟验证了工艺流程的可能性,再利用Ansys有限元软件中的电磁分析模块模拟了电流与磁感应强度的关系、衬底涡流分布等,为平面电感的理论与实验的进一步比较分析提供了参考依据。在研制过程中发现影响电感性能好坏的主要因素是衬底涡流效应,为此提出了在矩形硅杯膜上制作电感的方法,为了进一步减薄金属电感线圈衬底的厚度,在硅杯膜背面采用激光打孔得到了膜厚约为5μm的衬底,从而可以使衬底中的涡流大幅度减少、电感的Q值得到很大提高。此外,提出的新制造方法采用了绝缘性能比SiO2好的Al2O3薄膜作为电感线圈与衬底之间的绝缘层。结果表明,设计的平面螺旋电感具有制造工艺简单、与IC工艺相兼容的优点,有广泛的应用前景。     

纤毛式MEMS传感器技术研究

首次综合国内外纤毛式MEMS传感器的研究成果,分别介绍了基于纤毛仿生原理的三维微触觉传感器、三维微力传感器、微声传感器、水流传感器、微几何测量传感器以及矢量水声传感器等。该类型传感器充分地将仿生学和MEMS技术结合起来,具有结构新颖精巧、体积小、功耗低、响应快、温漂小、精度高等优点,为开发具有自主知识产权的新型器件提供了新的思路。     

基于六轴MEMS器件姿态测量系统

为了解决噪声和漂移等原因造成的误差不断累积的问题,针对陀螺仪的静态性能以及加速度计的动态性能,提出了一种利用六轴MEMS器件对照相机三脚架的稳定测量系统,介绍了MEMS器件的工作原理,介绍硬件系统和软件系统,完成了基于ADXR450陀螺仪和ADXL355加速度计的检测硬件系统设计,通过传感器获取角速度加速度信息,采用不同的滤波方式对输出结果进行了分析,比较卡尔曼滤波和一阶RC数字滤波;经比较,卡尔曼滤波实时性更好,一阶RC滤波动态响应更好;实验证明,系统静态下更适用于一阶滤波,计算出姿态测量角度误差在0.104°以内,得到理想的姿态信息,能有效地提高检测目标姿态的精度。     

压电驱动膜片的弯曲振动仿真

基于压电本构方程,建立了压电弹性复合驱动膜的机电耦合模型,利用ANSYS软件对压电复合膜进行了静态及一阶模态分析,对比分析了空心与实心PZT复合膜片的驱动能力,分别讨论了复合膜厚度、压电膜与弹性膜直径比等结构参数对膜片振动挠度的影响,获得了压电层与弹性层最佳粘贴比.     

Investigation of packaging adhesive properties by molecular dynamics and experiments

Adhesive polymer is a common and important material used for packaging of microelectronics and microsystem by attaching dies onto packaging shell, and its mechanical property plays a vital role in isolating dies from the thermal stress of substrate. Therefore, it is extremely significant to evaluate the polymer property in a specific packaging process. The molecular dynamics (MD) simulation is conducted in this article to investigate the material properties of the cross-linked epoxy resin formed by epoxy resin component diglycidyl ether bisphenol A (DGEBA) and curing agent 1,6-Diaminohexane. The polymer network with conversion up to 87.5% is successfully generated and simulated by constant pressure-constant temperature ensemble (NPT) and canonical ensemble (NVT) at different temperatures of curing process. Glass transition temperature (T_g) and Young's modulus are extracted and the predicted material properties are in great agreement with the experimental data. The conclusion provides a guideline to design the special curing process for different adhesive requirements.