MEMS微推进技术的研究

空间推进器是卫星的姿态控制及轨道的修正、保持和机动的重要执行元件．随着小卫星、微卫星、纳卫星、皮卫星和星座及编队飞行技术的出现，对空间推进技术提出了更高的要求．在综述国内外微推进技术的基础上，着重介绍研制的微型数字式MEMS阵列推进器的总体结构设计、推进剂的选择与性能研究、推进阵列的MEMS加工和封装工艺研究等。     

静电微反射镜的发展与应用

本文从静电微反射镜结构、驱动方式、加工工艺等方面对目前静电微反射镜的原理和实现方法进行总结。分别讨论了它们的功能特点和应用方向。分析了不同应用领域的静电微反射镜的性能要求和结构方式,重点介绍了静电微反射镜在投影显示器和空间光通信等领域的应用。最后讨论了静电微反射镜在光学特性分析、驱动方式、工艺设计、动态特性和控制方法等方面的关键问题及发展方向。     

谐振式MEMS磁强计原理与研究进展

介绍了谐振式MEMS磁强计的基本原理、特点和应用领域,总结了目前谐振式磁强计方面的研究成果,给出了其技术指标和参数,分析、比较了垂直式和水平式两类谐振式MEMS磁强计的特点和优势。阐述了谐振式磁强计的驱动、信号检测及控制方式,分析了谐振式磁强计的发展趋势,指出通过合理的结构、工艺设计及提高检测精度来进一步提高器件的分辨力将是谐振式磁强计发展的主要方向。     

Bi-Te-Se热电薄膜的电化学沉积

在含有Bi 3＋、HTeO2＋、Se4＋离子的水溶液中通过电化学方法实现了Bi2Te3-ySey热电薄膜沉积,研究了电沉积Bi2Te3-ySey的阴极极化曲线及热电薄膜的生长过程,通过电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）等手段对热电薄膜进行了形貌、成分分析。结果表明电解液的离子组成、沉积电位对薄膜成分、形貌有较大影响。在-0.07V沉积电位下制备的热电薄膜Bi2Te2.75Se0.95晶粒大小均匀,结构致密。     

扭摆型隧穿磁强计的设计方法研究

本文提出了一种扭摆、谐振型隧穿式磁强计及其设计方法，它采用扭摆型线圈敏感被测磁场，结构易于加工且能够有效降低1／f噪声的影响。通过理论推导建立了扭摆和扭梁的力学模型，得出了磁强计灵敏度与扭梁刚度的关系，通过仿真说明了系统中各结构参数之间的关系，得到了隧穿式磁强计的设计原则，运用提出的设计流程和原则，进行了磁强计实例设计，在ANSYS下对此模型进行了固有频率和静态变形仿真，仿真结果与通过设计方法得出的值吻合较好，从而验证了模型的可靠性和方法的合理性。     

基于令牌总线的测试系统集散式控制

本文针对分布测试系统的特点,结合汽车车身视觉检测站的具体要求,对其数据通信进行了研究,建立了基于令牌环的数据通信网络,实现了对测试设备的多测点、远距离在线监控。实验表明,该通信网络具有通用性好、可靠性高、扩展能力强等优点。文中对该网络的拓扑结构、物理层接口、信息帧格式及软件设计进行了讨论,对其数据链路控制方法进行了研究,并介绍了它在仪器管理方面的应用。     

扭摆型谐振式磁强计及其激振与测控系统设计

研究了基于扭摆式结构的谐振式磁强计及其激振与测控系统,设计了扭摆式谐振磁强计的基本结构,其对称式结构能够抑制加速度对磁场检测的干扰．设计了L形梁来释放加工过程中的应力,推导了开环系统和闭环系统的传递函数,通过初步参数设计,对扭矩随线圈匝数的变化进行了仿真,并介绍了基于对被测信号进行调制和同步解调的电容检测原理．结果表明,该谐振式MEMS磁强计灵敏度和分辨率高,多匝线圈方案使器件灵敏度大幅度提高,10匝线圈时的扭矩是单匝线圈的8倍,磁强计分辨率优于30nT．     

基于微机电系统技术的微型热电致冷器研究进展

介绍热电材料、热电器件的原理及发展历史,从材料及结构两方面,对基于微机电系统加工工艺的微型热电致冷器的最新研究进展进行综述,比较不同材料及不同结构的性能特点,对块体热电材料和低维热电材料的研究进展进行介绍,着重分析超晶格薄膜材料及Cross-Plane型器件,指出研究具有更高优值系数的新型材料,在维持Seebeck系数不变的同时提高电导率并降低热导率,及采用新的加工工艺优化致冷器的结构,减小接触电阻、接触热阻等,是提高热电致冷器性能的有效手段。     

基于微型惯性测量组合的大型工件三维位置测量方法

提出了利用微型惯性测量组合进行工件三维位置测量的方法,对这一方法的测量原理进行了详细阐述,对坐标转换、姿态矩阵求解、位置计算等均给出了详细的数学模型及算法。采用普通陀螺及加速度计进行了原理性试验,给出了相应的试验结果。另外,对这一方法进行了误差分析,指出了它不同于一般捷联式系统的特点,分别针对惯性传感器和系统整体给出了相应的误差修正算法,提出了提高测量精度的措施。实际证明,本方法具有实现方便、检测速度快及可实现连续测量等优点,对大型工件及复杂表面的快速测量具有明显得实际意义。     

MEMS固体化学推进器设计与建模研究

研制了一种基于MEMS(微机电系统)技术的固体化学微推进器。给出了推进器的结构设计、工艺流程,以及推进剂加注方法。建立了推进器点火过程热传导模型,利用该模型分析了不同因素对点火延迟时间的影响。同时,通过建立推进器性能模型,进行了推进单元推力和冲量的预测,给出了仿真结果。结果表明:减小点火电阻衬底材料的密度、热导率和比热可以减小点火延迟时间和点火功率;在一定条件下,增大喷管出口与喉部面积比能够提高推进器真空推力和冲量;MEMS在推进系统中的应用,能够满足微小型卫星对星载推进系统小型化、微推力、高精度的要求。