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一种低频高灵敏度压电MEMS声接收器设计 被引量:2
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作者 王登攀 黄晶 +7 位作者 赵德锋 王飞 王露 刘文怡 苗晋威 张立宇 袁宇鹏 胡义东 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期28-31,58,共5页
为了提高低频段的灵敏度,基于ScAlN薄膜设计了一种开缝式低频高灵敏度MEMS声传感器结构,并分析了开缝数量对谐振频率和电压输出的影响规律。制作微机电系统(MEMS)声接收器样品,当谐振频率为29.3 kHz时,在20~30 kHz内测得其最高灵敏度高... 为了提高低频段的灵敏度,基于ScAlN薄膜设计了一种开缝式低频高灵敏度MEMS声传感器结构,并分析了开缝数量对谐振频率和电压输出的影响规律。制作微机电系统(MEMS)声接收器样品,当谐振频率为29.3 kHz时,在20~30 kHz内测得其最高灵敏度高于-60 dB,说明所提出的开缝式结构能在低频段实现高灵敏度。 展开更多
关键词 薄膜 微机系统(mems) 声接收器
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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
2
作者 谢海鹏 曹云 +3 位作者 孔啸宇 朱恒伯 陈旺生 席占稳 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期142-150,共9页
为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型... 为研究微小尺度下MEMS电热驱动器的温度特性,考虑空气对驱动器动态热平衡的影响,提出了一种基于空气对流传热的电-热-流-固多场耦合模型。根据能量守恒方程以及气体对流换热和热传导等理论,建立MEMS电热驱动器的电-热-流-固多场耦合模型,并进行了有限元仿真。搭建MEMS电热驱动器温度特性试验平台,将恒定电压激励下的驱动器温度响应试验结果与电-热-流-固多场耦合模型以及传统传热模型仿真结果进行对比分析,结果表明:相较于基于恒定对流换热系数及经验公式的模型,采用电-热-流-固多场耦合模型得到的结果准确性更高,稳态温度分布误差在0.8%~7.6%之间;驱动器各表面的对流换热系数分布不均匀;对流换热系数在上表面、下表面及竖直壁面分别呈现先下降后上升、上升以及先上升后下降的趋势,但在3个特征面上对流换热系数几乎同时达到稳态,此时驱动器温度也达到稳态。基于空气对流换热不均匀特性,所获得的电热驱动器温度特性为MEMS电热驱动器在微机电系统中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 热驱动器 温度特性 对流换热 -热-流-固 微机系统(mems)
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考虑边缘效应的静电驱动MEMS振子非线性振动定性研究
3
作者 李佰洲 韩建鑫 +1 位作者 黄仪 崔良玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的... 应用非线性动力学理论定性研究了考虑边缘效应的静电驱动微机电系统(micro-electromechanical system,MEMS)振子的非线性主共振问题。首先,应用微分求积法的空间离散处理得到了系统的单自由度动力学方程;其次,应用分岔理论研究了系统的静态分岔特征,推导并定义了无量纲临界立方刚度、一次吸合电压和二次吸合电压;然后,应用多尺度方法得到了系统的频响函数,定义了小幅振动频响软硬特性转换的无量纲临界电压;最后,结合动态吸合条件与软硬转换临界控制方程,讨论了系统的主共振以及阱间跳跃的动态规律。该研究对于定性掌握静电驱动MEMS振子的静动态吸合及主共振响应规律具有理论及工程参考价值。 展开更多
关键词 微机系统(mems)振子非线性振动 分岔 吸合 边缘效应
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压电式MEMS水听器振膜结构的幅频特性检测研究
4
作者 宋辰阳 李建友 +1 位作者 李冠华 李根梓 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期319-325,共7页
介绍了一种使用反射式数字全息显微镜检测压电式MEMS水听器中振膜结构幅频特性的方法。首先采用光学方法测量得到水听器上振膜结构的静态形貌,再利用压电材料的逆压电效应对压电薄膜施以一定区间频率的电激励,经数字全息显微镜表征动态... 介绍了一种使用反射式数字全息显微镜检测压电式MEMS水听器中振膜结构幅频特性的方法。首先采用光学方法测量得到水听器上振膜结构的静态形貌,再利用压电材料的逆压电效应对压电薄膜施以一定区间频率的电激励,经数字全息显微镜表征动态三维形貌,记录振膜在不同频率下的动态响应情况,以获得其特征频率、特征频率处的振型等关键信息。试验结果表明,该方法能较好地表征振膜结构的静态形貌、特征频率、振型等特性,有助于加速压电式微机电系统(MEMS)水听器的迭代开发。 展开更多
关键词 微机系统(mems) 水听器 振膜结构 数字全息显微镜 幅频特性
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立体微型器件的微制造技术及其在微机电系统(MEMS)的应用 被引量:8
5
作者 李敬锋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期657-664,共8页
综述了近年来与微型机电系统(MEMS)相关的材料微制造和微加工技术的最新研究进展.重点介绍了如何利用硅晶片作为微型模具来制备压电陶瓷和热电材料的微型柱状阵列结构和反应烧结碳化硅微型转子等微制造技术,并展望了材料微制造技术在... 综述了近年来与微型机电系统(MEMS)相关的材料微制造和微加工技术的最新研究进展.重点介绍了如何利用硅晶片作为微型模具来制备压电陶瓷和热电材料的微型柱状阵列结构和反应烧结碳化硅微型转子等微制造技术,并展望了材料微制造技术在研制微型医疗器件和微型移动能源方面的应用前景. 展开更多
关键词 立体微型器件 微制造技术 微机系统 mems 碳化硅 微柱阵列 硅模工艺 陶瓷 微型转子 器件
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微米纳米技术及微型机电系统 被引量:28
6
作者 周兆英 叶雄英 +1 位作者 崔天宏 张联 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1998年第1期1-7,共7页
微型机电系统和微型制造技术是一个新兴的技术领域。本文论述微米纳米制造技术的发展过程,微细加工的进展,微型机电系统的概念、主要研究课题,以及它的应用领域。
关键词 微型机系统 微米 纳米制造 综述
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微型机电系统 被引量:36
7
作者 周兆英 王晓浩 +3 位作者 叶雄英 王伯雄 李莎 刘卫丹 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期163-168,7,共6页
分析了微型机电系统的特点、主要科学技术问题、应用和市场。预计到 2 0 0 3年微小系统的市场约为 40 0亿美元 ,是商用航空业的一半。简介了我国的研究情况。国际上微型机电系统技术刚走向全面发展 。
关键词 微型机系统 微传感器 微执行器 微米/纳米技术
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微型机电系统在医疗中的应用 被引量:10
8
作者 汤扬华 叶雄英 周兆英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期226-231,共6页
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M... 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。 展开更多
关键词 微型机系统 微型传感器 微流量系统 微型仪器 医疗仪器
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微型机电系统的计算机辅助设计系统简介 被引量:3
9
作者 朱俊华 周兆英 叶雄英 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第1期1-3,7,共4页
虽然微型机电系统的制造通常使用基于集成电路工艺的平面制造技术,但由于MEMS器件的三维特性,使它与IC的制造有很大不同。而且,它涉及复杂的多能量域问题,给设计分析带来了较大难度。为加快MEMS的设计过程,需要有相应的计算机辅助设计系... 虽然微型机电系统的制造通常使用基于集成电路工艺的平面制造技术,但由于MEMS器件的三维特性,使它与IC的制造有很大不同。而且,它涉及复杂的多能量域问题,给设计分析带来了较大难度。为加快MEMS的设计过程,需要有相应的计算机辅助设计系统(MEMSCAD)。 展开更多
关键词 mems CAD 仿真 建模 微型机系统
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微型机电系统的建模与仿真研究 被引量:9
10
作者 霍德鸿 梁迎春 程凯 《机械设计》 CSCD 北大核心 2002年第10期1-4,共4页
概述了开展微型机电系统 (MEMS)建模与仿真研究的意义和必要性。提出了MEMS建模与仿真技术的特点 :( 1)多物理场耦合 ;( 2 )材料特性的变化 ;( 3 )依赖快速有效的算法 ;( 4 )原子尺度仿真。分别从器件级仿真、过程仿真和系统级仿真三个... 概述了开展微型机电系统 (MEMS)建模与仿真研究的意义和必要性。提出了MEMS建模与仿真技术的特点 :( 1)多物理场耦合 ;( 2 )材料特性的变化 ;( 3 )依赖快速有效的算法 ;( 4 )原子尺度仿真。分别从器件级仿真、过程仿真和系统级仿真三个层次说明了MEMS仿真的方法。最后结合MEMS建模与仿真技术的发展现状 ,指出了该领域今后的发展趋势。 展开更多
关键词 微型机系统 建模 仿真
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微型机电系统的进展 被引量:11
11
作者 周兆英 叶雄英 +1 位作者 胡敏 尤政 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期20-25,30,共7页
微型机电系统技术是一个新兴的技术领域.本文论述其多学科交叉的性质、研究领域、相关设计理论研究、开放的工艺基地、特种精密加工、产业化问题和发展MEMS的问题。
关键词 微型机系统技术 纳米技术 系统 执行器 精密加工 微细加工 微型机 微细火花加工 产业化 微传感器
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微机电系统(MEMS)磨损的分形分析 被引量:5
12
作者 熊翔 周焱 朱建新 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期63-66,共4页
基于M-B分形磨损模型,建立微机电系统(MEMS)表面磨损率与分形维数之间的关系,对MEMS表面的磨损规律与表面特性进行相关分析。结果表明,分形维数对MEMS表面磨损率的影响具有一定的规律性,当分形维数在某一范围时,磨损率随着分形维数的减... 基于M-B分形磨损模型,建立微机电系统(MEMS)表面磨损率与分形维数之间的关系,对MEMS表面的磨损规律与表面特性进行相关分析。结果表明,分形维数对MEMS表面磨损率的影响具有一定的规律性,当分形维数在某一范围时,磨损率随着分形维数的减小而迅速增大;当分形维数为1.5时,磨损率达到最小值。当分形维数一定时,磨损率随着尺度系数、磨损概率常数的增大而增加,随着MEMS材料性能参数的增大而减小。当其它影响参数保持一定时,磨损率随着MEMS表面接触面积的增大而增加。 展开更多
关键词 微机系统(mems) 磨损 分形 磨损率
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微机电系统(MEMS)纳米摩擦学研究进展 被引量:6
13
作者 王庆良 葛世荣 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期88-91,94,共5页
随着微型机电系统(MEMS)的快速发展,MEMS摩擦学已成为当前纳米摩擦学研究中最活跃的前沿领域之 一。微观尺寸上的摩擦磨损和润滑对整个MEMS系统的性能、稳定性和寿命起着决定作用,因此研究MEMS的微观摩 擦学性能至关重要。本文对近年国... 随着微型机电系统(MEMS)的快速发展,MEMS摩擦学已成为当前纳米摩擦学研究中最活跃的前沿领域之 一。微观尺寸上的摩擦磨损和润滑对整个MEMS系统的性能、稳定性和寿命起着决定作用,因此研究MEMS的微观摩 擦学性能至关重要。本文对近年国内外MEMS摩擦学研究的新进展作了综述,介绍了MEMS系统的纳米摩擦学特性, 讨论了包括环境条件、材料处理、表面改性、分子超薄膜润滑等在解决MEMS摩擦和润滑问题上的研究状况,提出了 当前相关研究的几个重要问题。 展开更多
关键词 微型机系统 纳米摩擦学 固体薄膜 超薄膜润滑 研究进展
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非接触式表面电势测量的MEMS微型静电压仪 被引量:2
14
作者 彭春荣 刘世国 +2 位作者 张海岩 郭鑫 夏善红 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第B11期321-323,共3页
针对工业中的表面电势测量应用,研制了一种新型的基于微机械加工技术(MEMS技术)的微型静电压仪。为了提高器件的信噪比和灵敏度,传感器敏感结构基于谐振式工作原理,并采用差分激励和差分敏感的结构设计。基于高速数字芯片和数字信号处... 针对工业中的表面电势测量应用,研制了一种新型的基于微机械加工技术(MEMS技术)的微型静电压仪。为了提高器件的信噪比和灵敏度,传感器敏感结构基于谐振式工作原理,并采用差分激励和差分敏感的结构设计。基于高速数字芯片和数字信号处理技术,研制了传感器的数字化检测系统原理样机。该传感器可实现非接触式表面电势测量,在距离目标表面20 mm位置,该传感器最小分辨电压优于10 V,精度优于10%。文中还进行了摩擦泡沫表面电势的测量,试验结果表明:该传感器可反映表面电势的变化和电荷衰减。 展开更多
关键词 压测试 场传感器 非接触静压仪 微机系统(mems) 谐振器
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微机电系统(MEMS)促进测量学发展 被引量:6
15
作者 黄俊钦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期107-110,共4页
本文从纳米、超微角位移测量 ,及力学、声学、医学测量诸方面说明 MEMS促进测量学的发展。通过所举范例 ,可以看出MEMS在各方面促进测量学发展及其深远的科学意义。其中超微角位移测量的构想以往资料未见 。
关键词 微机系统 mems 微量学 纳米测量 超微角位移测量
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微型机电系统在化学分析中的应用 被引量:1
16
作者 孙彦平 孟晓雄 《现代化工》 CAS CSCD 1997年第7期39-40,共2页
微型机电系统在化学分析中的应用孙彦平(北方工业大学,北京100041)孟晓雄(航天总公司707所,北京100013)1MEMS的特点微型机电系统(MicroelectronicMechineSystem,MEMS),... 微型机电系统在化学分析中的应用孙彦平(北方工业大学,北京100041)孟晓雄(航天总公司707所,北京100013)1MEMS的特点微型机电系统(MicroelectronicMechineSystem,MEMS),简称为“微机械”。它是采用半导体加... 展开更多
关键词 微型机系统 化学分析 系统 一体化
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《微机电系统(MEMS)》专题文章导读 被引量:2
17
作者 吴一辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期117-117,共1页
关键词 mems 微机系统 三维制作 设计理论
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三级建模微型机电系统多学科优化设计法
18
作者 欧彦江 殷国富 +1 位作者 周长春 刘丽 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第1期53-57,共5页
针对微型机电系统(MEMS)设计所存在的多学科交叉、周期长等问题,以自顶向下的三级建模法为基础,结合多学科优化设计法,提出了基于三级建模的微型机电系统多学科优化设计法。该方法既保持了三级建模法设计效率高的优点,又能够很好地解决M... 针对微型机电系统(MEMS)设计所存在的多学科交叉、周期长等问题,以自顶向下的三级建模法为基础,结合多学科优化设计法,提出了基于三级建模的微型机电系统多学科优化设计法。该方法既保持了三级建模法设计效率高的优点,又能够很好地解决MEMS设计中多学科耦合的问题,比较适合复杂MEMS的设计任务,可以进一步提高设计效率。该方法在微加速度计设计中的应用,证明了该方法在MEMS设计中的有效性。 展开更多
关键词 微型机系统(mems) 建模 多学科优化设计
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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
19
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 微机系统(mems) 场传感器 驱动 COMSOL
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微机电系统(MEMS)的干涉测量方法的研究进展
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作者 吕捷 王鸣 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期4-6,共3页
目前大量的机械系统中应用了微电子机械设备 ,从而对微机电系统 (MEMS)的测量提出了新的要求。
关键词 微机系统 mems 干涉测量 测量方法 激光干涉 光干涉平台
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