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一种高品质因子模态局域化MEMS电场传感器
1
作者 王贵杰 储昭志 +5 位作者 杨鹏飞 冉莉芳 彭春荣 李建华 张波 闻小龙 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第6期2015-2022,共8页
高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件,模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能,是电场传感器的重要发展方向。然而,基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象,难以读取有效振幅信息... 高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件,模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能,是电场传感器的重要发展方向。然而,基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象,难以读取有效振幅信息。该文提出一种高品质因子的新型模态局域化MEMS电场传感结构,采用双端音叉设计和T形系绳固定锚点的结构以减少能量损耗,实现了高品质因子和高分辨力,有效避免了模态混叠现象。对该结构进行了理论分析和数值模拟,制备了传感器原理样机,在10-3Pa气压下对传感器进行了性能测试。测试结果表明,在0~90 kV/m电场强度范围内,电场传感器分辨力达32(V/m)/√Hz,品质因子达42423。 展开更多
关键词 模态局域化 微机电系统 电场传感器 高品质因子 T形系绳 双端音叉
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非正交MEMS陀螺阵列配置优化方法
2
作者 贾继超 郭强 +3 位作者 张波 麻亦婷 刘鑫 陈芳 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期425-433,共9页
针对微机电系统(MEMS)陀螺测量精度较低、可靠性较差,限制了其应用性能,引入了MEMS阵列技术,利用冗余传感器信息融合方式提高其整体测量精度和可靠性。分析了不同数量陀螺组成的常规平面阵列配置与圆锥构型配置可靠性的差异,确定了圆锥... 针对微机电系统(MEMS)陀螺测量精度较低、可靠性较差,限制了其应用性能,引入了MEMS阵列技术,利用冗余传感器信息融合方式提高其整体测量精度和可靠性。分析了不同数量陀螺组成的常规平面阵列配置与圆锥构型配置可靠性的差异,确定了圆锥配置方案能有效分散噪声影响。考虑在多只陀螺噪声相关情况下噪声相关因子对阵列系统配置的影响,设计基于加权最小二乘法的MEMS陀螺阵列配置的性能评价函数,设计了等精度且噪声等相关的6只非正交MEMS陀螺阵列系统配置方案,通过性能评价函数判定优化后的结构为:噪声相关因子为-0.19、安装角度为72.26°。仿真结果表明:优化后的配置相较于噪声不相关的配置在动态导航时东、北、天向的姿态测量精度分别提高30.82%、21.02%和40.39%。 展开更多
关键词 mems 传感器阵列 噪声相关性 结构优化 惯性导航系统
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MEMS传感器异质材料键合界面的可靠性分析
3
作者 袁婷 许高斌 +2 位作者 关存贺 马渊明 冯建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期469-474,共6页
微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的制备会涉及多种材料的键合,键合过程中不同材料之间由于热膨胀系数不同而产生各种内部应力,当应力大于键合强度时,材料分层从而导致器件失效。为了明确异质材料间微观应力对... 微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的制备会涉及多种材料的键合,键合过程中不同材料之间由于热膨胀系数不同而产生各种内部应力,当应力大于键合强度时,材料分层从而导致器件失效。为了明确异质材料间微观应力对器件可靠性的影响,文章考虑材料的热膨胀系数和温度影响下的杨氏模量,利用COMSOL仿真获得的应力数据建立异质材料间的键合界面应力在不同温度、热膨胀系数和杨氏模量3种因素共同影响下的理论数学模型;并针对MEMS传感器中的硅-玻璃键合界面,基于相关键合强度数据,结合蒙特卡洛方法和应力强度干涉模型计算得到异质材料键合界面的可靠度。结果显示,异质材料键合界面的可靠度为0.992108,表明在服从韦布尔分布下的温度产生的应力不足以引起材料失效,此时器件的稳定性和可靠性较高,验证了所建模型的正确性和实用性,实现了对MEMS传感器退化行为的建模及预测。 展开更多
关键词 微机电系统(mems)传感器 异质材料 键合界面 热应力 可靠性
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SOI全硅无引线MEMS高温压力传感器的设计
4
作者 吴思佳 陈士涛 +2 位作者 陈志亮 王鹏 王文婧 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期103-106,111,共5页
介绍了一种基于绝缘体上硅(SOI)材料的微机电系统(MEMS)压阻式高温压力传感器。传感器的压力敏感芯片采用E型膜结构,缓解灵敏度与线性度无法协调的矛盾;采用氧化的单晶硅(Si)而非硼硅(B-Si)玻璃与传感器芯片进行硅-硅(Si-Si)直接键合,... 介绍了一种基于绝缘体上硅(SOI)材料的微机电系统(MEMS)压阻式高温压力传感器。传感器的压力敏感芯片采用E型膜结构,缓解灵敏度与线性度无法协调的矛盾;采用氧化的单晶硅(Si)而非硼硅(B-Si)玻璃与传感器芯片进行硅-硅(Si-Si)直接键合,相同的热膨胀系数使得传感器工作时的热失配应力减小;采用无引线封装技术,与传统封装技术相比,其减小了器件尺寸。设计传感器的压力量程为0~35 kPa,且能够在-40~200℃的温度范围内正常工作,满量程输出高于90 mV。 展开更多
关键词 微机电系统 绝缘体上硅 全硅 无引线封装 高温压力传感器
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一种基于压电驱动的扭转式MEMS电场传感器设计与仿真优化 被引量：1
5
作者 刘阳 饶宇飞 +6 位作者 李海峰 王誉铮 魏诗超 马斌 杨庆 柯锟 廖伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12211-12219,共9页
电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电... 电力传感技术是实现新型电力系统数字化转型的关键,其中电场参量是重要的监测对象之一。提出一种基于压电驱动的扭转式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器。该微机电系统电场传感器的通过驱动结构带动屏蔽电极在感应电极表面周期性振动实现电场的调制测量。其压电驱动结构为4个对称分布的L型压电悬臂梁,屏蔽电极和感应电极为两对交错耦合的梳齿电极构成。接着通过COMSOL仿真软件建立了结构的固体力学-静电耦合模型,计算了敏感结构的谐振频率和振动幅值。结果显示:结构的工作模态下的谐振频率可达到25047 Hz,在3 V的交流驱动电压下屏蔽电极末端位移为85.06μm。进一步通过参数扫描方式对敏感结构的关键参数进行仿真分析。优化了梳齿电极的长度、宽度、间距、个数等参数以及感应电极长度、感应电极宽度、梳齿电极的个数和感应电极间距。最后完成了传感器的测试。测试结果表明:该传感器的灵敏度为3.24 mV/(kV/m),测量误差最大仅为3.75%。 展开更多
关键词 微机电系统(mems) 电场传感器 压电驱动 COMSOL
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一种基于MEMS芯片的新型地面大气电场传感器 被引量：14
6
作者 杨鹏飞 陈博 +3 位作者 闻小龙 彭春荣 夏善红 郝一龙 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1536-1540,共5页
该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号... 该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 k V/m^50 k V/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。 展开更多
关键词 微机电系统 电场传感器 mems地面大气电场传感器
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三轴数字MEMS加速度计现场标定方法 被引量：28
7
作者 彭孝东 张铁民 +1 位作者 李继宇 闫国琦 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期544-548,595,共5页
微机电系统(micro electro mechanical systems,简称MEMS)加速度传感器作为低成本惯性测量单元在物体姿态监测中有着广泛应用。根据三轴数字加速度传感器的输出数学模型,详细推导了如何计算数学模型中标度因数、安装误差系数以及零偏值... 微机电系统(micro electro mechanical systems,简称MEMS)加速度传感器作为低成本惯性测量单元在物体姿态监测中有着广泛应用。根据三轴数字加速度传感器的输出数学模型,详细推导了如何计算数学模型中标度因数、安装误差系数以及零偏值。提出一种基于长方体的六位置简单标定方法,对比三轴转台精确标定结果表明六位置简单标定法简单易行,精度较高,易于单片机实现,适合不具备三轴转台的场所,且该方法对MEMS三轴数字加速度计的校准具有很好的通用性。 展开更多
关键词 微机电系统 加速度计传感器 标定 转台
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适用于恶劣环境的MEMS压阻式压力传感器 被引量：34
8
作者 伞海生 宋子军 +2 位作者 王翔 赵燕立 余煜玺 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期550-555,共6页
为了消除潮湿、酸碱、静电颗粒等恶劣环境对压力传感器压敏电阻的影响,提出了一种新型结构的压阻式压力传感器。该传感器将压敏电阻置于应力薄膜的下表面并通过阳极键合技术密封在真空压力腔中,从而减少了外界环境对压敏电阻的影响。介... 为了消除潮湿、酸碱、静电颗粒等恶劣环境对压力传感器压敏电阻的影响,提出了一种新型结构的压阻式压力传感器。该传感器将压敏电阻置于应力薄膜的下表面并通过阳极键合技术密封在真空压力腔中,从而减少了外界环境对压敏电阻的影响。介绍了此种压力传感器的工作原理,使用ANSYS软件并结合有限元方法模拟了压敏薄膜在压力作用下的应力分布情况。最后,利用微机电系统(MEMS)技术成功制作出了尺寸为1.5mm×1.5mm×500μm的压阻式压力传感器。用压力检测平台对该压力传感器进行了测试,结果表明,在25～125℃,其线性度小于2.73%,灵敏度约为20mV/V-MPa,满足现代工业使用要求。 展开更多
关键词 微机电系统 压阻式压力传感器 恶劣环境 可靠性
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谐振式MEMS压力传感器的制作及圆片级真空封装 被引量：26
9
作者 陈德勇 曹明威 +2 位作者 王军波 焦海龙 张健 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1235-1242,共8页
为了提高传感器的品质因数,有效保护谐振器,提出了一种基于绝缘体上硅(SOI)-玻璃阳极键合工艺的谐振式微电子机械系统(MEMS)压力传感器的制作及真空封装方法。该方法采用反应离子深刻蚀技术(DRIE),分别在SOI晶圆的低电阻率器件层和基底... 为了提高传感器的品质因数,有效保护谐振器,提出了一种基于绝缘体上硅(SOI)-玻璃阳极键合工艺的谐振式微电子机械系统(MEMS)压力传感器的制作及真空封装方法。该方法采用反应离子深刻蚀技术(DRIE),分别在SOI晶圆的低电阻率器件层和基底层上制作H型谐振梁与压力敏感膜;然后,通过氢氟酸缓冲液腐蚀SOI晶圆的二氧化硅层释放可动结构。最后,利用精密机械加工技术在Pyrex玻璃圆片上制作空腔和电连接通孔,通过硅-玻璃阳极键合实现谐振梁的圆片级真空封装和电连接,成功地将谐振器封装在真空参考腔中。对传感器的性能测试表明:该真空封装方案简单有效,封装气密性良好;传感器在10kPa^110kPa的差分检测灵敏度约为10.66 Hz/hPa,线性相关系数为0.99999 542。 展开更多
关键词 微电子机械系统 谐振式压力传感器 绝缘体上硅(SOI) 阳极键合 真空封装
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基于MEMS的数字式太阳敏感器光学系统设计 被引量：8
10
作者 魏新国 江洁 +2 位作者 温志明 张广军 樊巧云 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1361-1366,共6页
为数字式太阳敏感器设计了一种光学系统。从标量的菲涅尔-基尔霍夫衍射理论出发,建立了圆孔结构数字式太阳敏感器的光学系统成像模型,在计算机上实现光学系统的数值仿真,并根据数值仿真的结果进行了光学系统参数的设计。该光学系统参数... 为数字式太阳敏感器设计了一种光学系统。从标量的菲涅尔-基尔霍夫衍射理论出发,建立了圆孔结构数字式太阳敏感器的光学系统成像模型,在计算机上实现光学系统的数值仿真,并根据数值仿真的结果进行了光学系统参数的设计。该光学系统参数为:距离4 mm,圆孔半径50μm,孔间距700μm。针对所设计的光学系统,利用太阳模拟器完成了地面实验。实验结果表明,光学系统设计合理,能满足微小卫星对敏感器小型化、高精度的要求。 展开更多
关键词 数字式太阳敏感器 光学系统 衍射 mems
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采用卡尔曼滤波算法的MEMS器件姿态测量 被引量：20
11
作者 周树道 金永奇 +1 位作者 卫克晶 刘星 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第2期38-42,共5页
针对小型无人机上使用的MEMS惯性传感器在精度、噪声上存在的问题,采用卡尔曼滤波算法结合角度传感器、加速度传感器、磁阻传感器的传感信息,来解算姿态角最优值。采用四元素法确立了捷联矩阵,利用三轴陀螺仪传感器所得到的角速度信息... 针对小型无人机上使用的MEMS惯性传感器在精度、噪声上存在的问题,采用卡尔曼滤波算法结合角度传感器、加速度传感器、磁阻传感器的传感信息,来解算姿态角最优值。采用四元素法确立了捷联矩阵,利用三轴陀螺仪传感器所得到的角速度信息建立系统状态方程,利用三轴加速度传感器和磁阻传感器信息建立了系统测量方程,进而设计了一种卡尔曼滤波器来滤除MEMS传感器存在的随机噪声,并解算出了小型无人机的姿态角。通过实验室静态测试和动态测试表明,无人机姿态角解算结果与实际值对比,误差能够控制在2°以内,可满足工程应用要求。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 姿态角解算 微机电系统传感器 四元素法
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基于MEMS工艺的SOI高温压力传感器设计 被引量：21
12
作者 李丹丹 梁庭 +2 位作者 李赛男 姚宗 熊继军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1315-1320,共6页
利用MEMS(微机电系统)工艺中的扩散,刻蚀,氧化,金属溅射等工艺制备出SOI高温压力敏感芯片,并通过静电键合工艺在SOI芯片背面和玻璃间形成真空参考腔,最后通过引线键合工艺完成敏感芯片与外部设备的电气连接。对封装的敏感芯片进行高温... 利用MEMS(微机电系统)工艺中的扩散,刻蚀,氧化,金属溅射等工艺制备出SOI高温压力敏感芯片,并通过静电键合工艺在SOI芯片背面和玻璃间形成真空参考腔,最后通过引线键合工艺完成敏感芯片与外部设备的电气连接。对封装的敏感芯片进行高温下的加压测试,高温压力测试结果表明,在21℃(常温)至300℃的温度范围内,传感器敏感芯片可在压力量程内正常工作,传感器敏感芯片的线性度从0.9 985下降为0.9 865,控制在较小的范围内。高温压力下的性能测试结果表明,该压力传感器可用于300℃恶劣环境下的压力测量,其高温下的稳定性能为压阻式高温压力芯片的研制提供了参考。 展开更多
关键词 高温压力传感器 压阻 敏感薄膜 SOI(绝缘体上硅) mems(微机电系统)
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谐振式MEMS温度传感器设计 被引量：16
13
作者 马洪宇 黄庆安 秦明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2022-2027,共6页
为了实现以频率输出为信号的气象温度测量,提出了一种基于双层悬臂梁的谐振式微温度传感器。基于双悬臂梁不同材料热膨胀系数的差异会导致悬臂梁谐振频率偏移的原理,采用压电方式同时实现悬臂梁的驱动及其谐振频率的检测,从而实现温度... 为了实现以频率输出为信号的气象温度测量,提出了一种基于双层悬臂梁的谐振式微温度传感器。基于双悬臂梁不同材料热膨胀系数的差异会导致悬臂梁谐振频率偏移的原理,采用压电方式同时实现悬臂梁的驱动及其谐振频率的检测,从而实现温度的测量。根据硅基传感器的正面腐蚀工艺,设计了谐振悬臂梁的双层结构,采用有限元方法分析了悬臂梁的谐振模态、可利用的振型及其温度与各模态谐振频率的关系,并利用多普勒振动系统对悬臂梁的谐振特性进行了研究。实验发现悬臂梁的二阶弯曲振型Q值相对于其它振型是最大的,其Q值约为150;高阶振型特别是二阶弯曲振型适合用于以ZnO为压电材料的温度传感器的频率检测,并且具有相对较高的灵敏度(约为20Hz/℃)和频率温度系数(1.9×10-4/℃)。结果表明,微型温度传感器能够满足气象温度检测的要求,并具有抗干扰能力强、灵敏度高、信号传输接口简单等优点。 展开更多
关键词 温度传感器 微机电系统(mems) 频率测量 谐振 悬臂梁
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电容式MEMS加速度传感器在气囊系统中的应用 被引量：6
14
作者 殷苏民 李正阳 +2 位作者 万翔 汪伟力 张建明 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第7期151-154,共4页
安全气囊系统作为汽车被动安全的核心组成,有着极为重要的作用。为了提高其性能,设计了一种基于MEMS的外围加速度传感器的系统。该系统通过微机械结构检测汽车碰撞时的加速度,再通过一体式的专有集成电路对信号进行处理,然后将数据经总... 安全气囊系统作为汽车被动安全的核心组成,有着极为重要的作用。为了提高其性能,设计了一种基于MEMS的外围加速度传感器的系统。该系统通过微机械结构检测汽车碰撞时的加速度,再通过一体式的专有集成电路对信号进行处理,然后将数据经总线传送到安全气囊控制器进行逻辑运算。通过实际碰撞测试,证明该设计系统能增强碰撞识别度和提早点火时间,极大地提高了安全气囊系统的性能。 展开更多
关键词 微机电系统 加速度传感器 总线通信 检测系统
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用于MEMS传感器批量制造的微装配系统(英文) 被引量：7
15
作者 荣伟彬 谢晖 孙立宁 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1573-1579,共7页
手工操作限制了MEMS传感器的批量生产.为了降低生产成本,同时提高传感器的产品质量,研制了柔性自动阳极键合系统.该系统包括一系列功能模块,包括精密定位系统、显微视觉子系统、柔性微操作手、加热系统、键合夹具、物流系统以及其它的... 手工操作限制了MEMS传感器的批量生产.为了降低生产成本,同时提高传感器的产品质量,研制了柔性自动阳极键合系统.该系统包括一系列功能模块,包括精密定位系统、显微视觉子系统、柔性微操作手、加热系统、键合夹具、物流系统以及其它的附属系统.通过模块重构和调整,可实现不同尺寸规格传感器的键合.基于显微视觉以及微装配系统的特性,提出了基于小波变换的自动调焦清晰度评价函数,同时提出了基于改进史密斯预估器的用于克服视觉延迟的伺服控制结构.集成一维微力传感器的微操作手可实现高精度和无损操作.为了实现自动化操作,开发了包括任务规划和实时控制功能的控制系统.试验验证了该系统的自动键合功能. 展开更多
关键词 mems传感器 批量制造 柔性装配系统
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基于MEMS传感器的数字式航姿系统设计 被引量：14
16
作者 李泽民 段凤阳 李赞平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第6期94-96,100,共4页
针对传统的模拟平台式航姿系统的不足,设计并实现了基于微惯性传感器和微磁传感器的数字式捷联惯性航姿系统。结合四元数微分方程,利用一种以加速度计和磁航向为观测量的卡尔曼滤波器进行数据融合,实现了对陀螺漂移的修正。PC104作为导... 针对传统的模拟平台式航姿系统的不足,设计并实现了基于微惯性传感器和微磁传感器的数字式捷联惯性航姿系统。结合四元数微分方程,利用一种以加速度计和磁航向为观测量的卡尔曼滤波器进行数据融合,实现了对陀螺漂移的修正。PC104作为导航计算机,安装了微软高性能嵌入式操作系统。实物静态和跟踪实验表明:该航姿系统简单可行,能够很好地满足航姿系统精度要求。 展开更多
关键词 微传感器 数字式航姿系统 卡尔曼滤波器 嵌入式
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基于数字式MEMS声传感器阵列的声源定位系统设计 被引量：4
17
作者 汪明 陈建辉 +3 位作者 王广龙 高凤岐 陶巍 李冀辰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1105-1109,共5页
在研究声源定位算法模型的基础上,搭建了声源实时定位系统。采用空间锥形六元阵并结合数字式MEMS声传感器构建定位阵列。以DSP作为系统算法实现平台,完成数据采集模块和数据处理模块设计,分析了IIS音频数据传输的实现,包括数据传输通道... 在研究声源定位算法模型的基础上,搭建了声源实时定位系统。采用空间锥形六元阵并结合数字式MEMS声传感器构建定位阵列。以DSP作为系统算法实现平台,完成数据采集模块和数据处理模块设计,分析了IIS音频数据传输的实现,包括数据传输通道的建立和DMA工作方式。通过测试,验证了系统核心模块的性能达到预期效果,具有较好的实用性。 展开更多
关键词 声源定位 mems声传感器 DSP 系统设计
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MEMS磁场传感器的设计及测试 被引量：6
18
作者 陈洁 秦明 黄庆安 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期929-933,共5页
以U型梁为主要结构设计了一种新型的洛伦兹力驱动的磁场传感器,检测在磁场中作切割磁力线运动的金属线上的感生电压,实现磁场测量.首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模... 以U型梁为主要结构设计了一种新型的洛伦兹力驱动的磁场传感器,检测在磁场中作切割磁力线运动的金属线上的感生电压,实现磁场测量.首先介绍了传感器的工作原理,并用振动理论对传感器的受力及响应进行了分析,接着用有限元软件建立结构模型并对其振动模态和频率进行了仿真.该MEMS磁场传感器采用标准的CMOS工艺加上后处理来实现.最后用多普勒仪对传感器的频率和振动幅度进行测试,并对传感器的感生电动势与磁场、电流的关系进行了测试.实验结果与理论分析一致,该传感器的灵敏度为14 mV/mT.该传感器结构简单,测试方便,可用于对mT级的磁场进行测试. 展开更多
关键词 磁场传感器 mems 洛仑兹力 谐振
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MEMS电容式三维微触觉测头设计及校准 被引量：8
19
作者 吴俊杰 李源 +2 位作者 李东升 卢歆 何明轩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3087-3094,共8页
由于微纳米几何量计量很难以三维方式高精度地测量较大尺寸的器件,本文基于非硅MEMS工艺,开发了一种可用于微纳米尺度三维尺寸测量的电容式微触觉测头。利用电容频率测量法实现了微弱电容信号的采集。采用宏微结合驱动方式,设计了运动... 由于微纳米几何量计量很难以三维方式高精度地测量较大尺寸的器件,本文基于非硅MEMS工艺,开发了一种可用于微纳米尺度三维尺寸测量的电容式微触觉测头。利用电容频率测量法实现了微弱电容信号的采集。采用宏微结合驱动方式,设计了运动范围为25mm×25mm×10mm,单轴12μm范围内定位精度达1nm的三维微位移平台。最后,对测头的测量范围、线性、迟滞及分辨力进行了测试。结果表明,测头的轴向测量范围为4.5μm,横向测量范围大于5μm,轴向分辨力优于10nm,横向分辨力优于25nm,线性较好。开发的测头结构简单、分辨力高、体积小、成本低,可集成到纳米测量定位平台(NMM),完成具有大范围、亚微米或纳米级精度要求的测量任务。 展开更多
关键词 微触觉测头 微电容传感器 微机电系统 校准装置 纳米测量机
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基于MEMS惯性传感器的高精度步长估计算法（英文） 被引量：9
20
作者 路永乐 陈永炜 +3 位作者 邸克 郭俊启 余跃 刘宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期167-172,共6页
针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值... 针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值和加速度方差阈值进行步态检测;然后对转换后地理坐标系下传感器信号进行双重积分,计算出行人每一步的空间轨迹,无需进行前期步长数据采集或者生物模型参数提取,即可实现对行人步长的精确估计。在AHRS_box惯性传感器模块上进行了实验,结果表明该算法估计得出的步长和行走距离误差均小于2.5%,证实了该算法的有效性。 展开更多
关键词 行人导航系统 步长 步态 零速更新 mems惯性传感器
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