基于微位移定位系统MEMS梳齿位移传感器的研究

MEMS硫齿位移传感器是一种基于MEMS技术电容理论的传感器,具有体积小、重量轻、性能稳定、功耗低和易于集成等特点.首先探讨了梳齿传感器的工作原理,随后介绍了使用梳齿传感器有效检测微动工作台位移的方法,并进行了结构失效和梳齿电极不平行失效的可靠性分析.通过采用这种传感器可以达到提高微位移定位平台系统的集成度、精度、分辨...     

On‐off iterative adaptive controller for low‐power micro‐robotic step regulation

A novel model‐free iterative adaptive controller is presented for low‐power control of piezoelectric actuators. The controller uses simple adaptation rules based on known general behavior of piezoelectric actuators to adjust on‐off switching times to drive piezoelectric actuators through a desired transient step motion. Adaptation rules are based on small numbers of measurements taken during each iteration of the actuator movement. Combined with the use of only on‐off control inputs, controller implementation can be possible at much lower overall power levels than would be needed to implement a conventional control strategy such as through pulse‐width‐modulation (PWM) with real‐time feedback. Such power savings are particularly important for the intended controller application to piezoelectric microactuators driving autonomous terrestrial micro‐robots. A method for predicting convergence of systems with nominally linear dynamics and unknown, bounded nonlinearities is described, and applied to a sample target piezoelectric actuator. The controller is tested in simulation and experimentally on a piezoelectric cantilever actuator, and shows predicted convergence to the desired response. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

微型飞行器的研究与发展

微型飞行器是90年代中期出现的新生事物，它正以日新月异的速度蓬勃向前发展。它的出现引起了世界各国的极大关注和高度重视。本文介绍了微型飞行器的概念和应用前景，重点综述国内外研究现状，总结出研究的关键问题，并提出了未来微型飞行器研究发展的趋势。     

在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量弹性模量的影响因素分析

对在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量弹性模量的主要影响因素进行了综合分析,主要包括加载系统悬置弹簧刚度、压头压入、梁沿截面宽度方向挠曲、梁支座附加挠曲等影响。在考虑这些因素的基础上,得到了悬臂梁的有效挠度,利用有效挠度与载荷之间的关系,评价悬臂梁材料的弹性模量。对单晶硅(100)悬臂梁试样进行了实验,得到其弹性模量为155GPa±9.5%GPa,与参考文献值符合较好。表明在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量,只有综合这些影响因素后,才能获得有效、准确的弹性模量测量结果。     

陶瓷材料在微机电系统中的应用

在微机电系统(MEMS)中应用到了许多种材料,其中,使用最多的是陶瓷材料。本文分析了当前国内外在MEMS研究中 的陶瓷材料的应用现状。着重分析了在MEMS中硅作为结构材料的应用以及作为薄膜材料的应用,此外,还介绍了其它 一些在MEMS中常见的陶瓷材料,如碳化硅、氮化硅、PZT压电陶瓷等材料的性能和应用。     

一种基于感声波纹结构的光学式声传感器

设计了一种基于硅MEMS敏感结构的光学式声传感器,其光学调制原理采用强度调制型,微敏感结构采用具有低应力波纹结构的感声薄膜芯片。对光纤与微敏感结构耦合技术进行实验研究,优化光学参数,并制作传感器样品。经实验测试,灵敏度达80mV/Pa。     

NiCr薄膜微加热器在低温环境下的电学特性研究

设计了一种适用于深低温环境的微型加热器。使用AC磁控溅射技术将NiCr(80/20 at.%)合金沉积到SiO2/Si基底上,并采用微加工工艺实现薄膜图形化,作为加热器的加热元件。研究了NiCr薄膜的电学性能和晶体结构与退火条件之间的关系。实验表明:在450℃氮气环境下退火30min,可以获得深低温性能优良的NiCr加热器。该加热器在20K时的电阻温度系数(TCR)为80.80×10-6/K。X射线衍射(XRD)分析显示NiCr薄膜在450℃氮气环境下退火后,薄膜的结晶度增大,因此,退火条件对薄膜的电阻率和电阻温度系数有较大的影响。     

MEMS扫描镜温度可靠性测试

温度是MEMS扫描镜的一个重要失效因素。研究温度对MEMS扫描镜振幅的影响,再通过温度冲击试验和高低温存储试验测试温度对MEMS扫描镜可靠性的影响,分析扫描镜在试验中是否失效和失效的原因。试验结果表明:高温对MEMS扫描镜外框架和镜面振幅无影响,低温对MEMS扫描镜外框架振幅影响较大,增幅达12.3%,对镜面振幅无影响;低温存储由于水汽凝结会导致MEMS扫描镜失效,高温存储对MEMS扫描镜可靠性无影响。     

基于单轴速率转台的角速度传感器标定方法

针对传统的标定方法标定成本高且对北向基准的要求严格等问题,提出了一种用单轴速率转台作为标定设备的光纤陀螺捷联航姿系统标定方法。对光纤陀螺组合的误差进行建模,将光纤陀螺捷联航姿系统安装于单轴速率转台上,使光纤陀螺捷联航姿系统的3个陀螺轴向分别朝下进行标定实验,由此标定出3只光纤陀螺的零偏、标度因数和安装失准角共12个误差参数。通过对标定精度进行分析,验证了该方法的可行性,其标定成本低且不需要北向基准,具有一定的工程应用价值。     

基于FFT的陀螺寻北仪误差补偿

传统提高陀螺寻北仪精度的方法主要是选用高精度陀螺、提高转位精度、增加转位数、通过数字滤波消除外界干扰等,这些方法大多针对寻北仪的某方面误差因素进行改进,而对寻北仪整体的误差特性研究较少。通过对陀螺寻北仪综合误差特性的分析,提出了基于快速傅立叶变换(FFT)的寻北仪误差补偿方法。该方法首先测量出寻北仪的整周误差,然后通过求取FFT系数完成对寻北仪的系统级误差补偿,该方法尤其对寻北仪制造过程中的结构误差和测量元件的常值漂移残差具有良好的补偿效果。经产品验证可以在保持现有陀螺和转位精度不变的情况下,提高寻北精度3倍以上,具有良好的工程实用价值。