微机械传感器网络区域重叠节点优化调度方法研究 被引量：3

1

作者 范珍珍 黄小华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1707-1711,共5页

微机械传感器网络中存在的区域重叠节点会导致节点失效性较高,存在节点覆盖率低、能耗高的问题。为此提出微机械传感器网络区域重叠节点优化调度方法,构建微机械传感器网络节点分配模型,采用解耦控制方法动态均衡各微机械传感器网络节点... 微机械传感器网络中存在的区域重叠节点会导致节点失效性较高,存在节点覆盖率低、能耗高的问题。为此提出微机械传感器网络区域重叠节点优化调度方法,构建微机械传感器网络节点分配模型,采用解耦控制方法动态均衡各微机械传感器网络节点,通过组合加权值划分簇内节点布局重叠的区域,采用加权项的最小节点为簇首,缩短了簇内发送和接收信息的传播距离,以此减小节点能耗、提升了网络生存时间,实现微机械传感器网络区域重叠节点优化调度。仿真分析结果表明,该方法调度后微机械传感器网络节点的覆盖率平均在85%~90%之间、生存时间在50 min~55 min之间、在测试时间12 s时,节点两次抛洒、一次抛洒和均匀分布情况下区域重叠节点调度能耗分别为13μJ、15μJ及14μJ。 展开更多

关键词 微机械传感器 节点调度 组合加权分簇 区域重叠节点 能耗控制 网络生存时间

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微机械传感器计算机辅助设计系统 被引量：1

2

作者 费龙 钟先信 +1 位作者 温志渝 徐涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第S1期223-226,244,共5页

微机械传感器计算机辅助设计已成为微机械传感器研制中的必要手段。本文介绍了机械微传感器计算机辅助设计系统的结构和特点．并以一种特殊的硅微加速度传感器设计为例，论述了有关的技术问题。

关键词 微机械传感器 计算机辅助设计 敏感元件 设计系统 微机械结构 硅微加速度传感器 传感单元 数据库 工艺条件 传感器阵列

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微机械高冲击传感器的一种失效模式研究 被引量：5

3

作者 孙远程 杨波 +2 位作者 彭勃 赵龙 张茜梅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1610-1612,共3页

在微机械高冲击传感器的测试过程中发现一种传感器芯片的严重失效问题.文中采用薄板弯曲的简化模型对该失效问题进行了初步研究.分析认为该失效是由于高冲击引起封装壳体变形使管芯承受放大了的应力,过大的应力导致芯片某些部位应力超... 在微机械高冲击传感器的测试过程中发现一种传感器芯片的严重失效问题.文中采用薄板弯曲的简化模型对该失效问题进行了初步研究.分析认为该失效是由于高冲击引起封装壳体变形使管芯承受放大了的应力,过大的应力导致芯片某些部位应力超过断裂强度而损坏.改进措施主要是通过完善壳体设计,合理增加厚度或减小壳体尺寸使壳体形变减小,从而减小由此给芯片带来的应力. 展开更多

关键词 高冲击 微机械传感器 失效模式

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基于自停止腐蚀技术的H型谐振式微机械压力传感器 被引量：11

4

作者 李玉欣 陈德勇 +2 位作者 王军波 焦海龙 罗振宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2927-2934,共8页

为了提高压力传感器的精度并抑制温漂,提出了一种基于自停止腐蚀技术的"H"型双端固支梁、电磁激励、差分检测的微机械(MEMS)谐振式压力传感器。首先,通过有限元分析仿真优化了传感器的机械参数,得到了较高的灵敏度和分辨率。... 为了提高压力传感器的精度并抑制温漂,提出了一种基于自停止腐蚀技术的"H"型双端固支梁、电磁激励、差分检测的微机械(MEMS)谐振式压力传感器。首先,通过有限元分析仿真优化了传感器的机械参数,得到了较高的灵敏度和分辨率。然后,基于浓硼扩散自停止腐蚀原理,采用MEMS体硅标准工艺加工出一致性较好的传感器样品。最后,采用非光敏BCB,在真空高温高压条件下将硅片与谐振器黏和键合完成了传感器的真空封装,并设计了应力隔离的后封装方法以降低温漂。实验结果表明:传感器的检测范围为0～120kPa,满量程非线性度低于0.02%,准确度达到0.05%FS,加入应力隔离后在-40～70℃的温度漂移不高于0.05%/℃。该传感器能够实现大量程高精度的压力测量,有效地抑制了温漂,具有较高的性能指标。 展开更多

关键词 微机械压力传感器 谐振式压力传感器 双端固支梁 差分检测 黏和键合

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曲面过载保护的新型高g值冲击硅微机械加速度传感器的设计 被引量：10

5

作者 董健 李昕欣 +2 位作者 王跃林 张鲲 宋朝晖 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期148-150,214,共4页

给出一种测量高g值冲击加速度的硅微机械加速度传感器的结构和动力学模型 ,此传感器为整体式悬臂梁结构 ,采用硅微机械加工技术制作 ,便于封装和大批量低成本制造。其敏感方向在硅片平面内 ,两个压敏电阻分布在悬臂梁的顶端 ,两个完全... 给出一种测量高g值冲击加速度的硅微机械加速度传感器的结构和动力学模型 ,此传感器为整体式悬臂梁结构 ,采用硅微机械加工技术制作 ,便于封装和大批量低成本制造。其敏感方向在硅片平面内 ,两个压敏电阻分布在悬臂梁的顶端 ,两个完全相同的悬臂梁沿相反方向分布 ,四个压敏电阻构成惠斯通全桥连接 ;悬臂梁的过载保护采用上下两个曲面 ,一方面有效地提高悬臂梁的过载保护能力 ,另一方面调节加速度传感器的压膜阻尼 ,使之接近临界阻尼 ,有效抑制自由振动模态 ,提高测量精度。 展开更多

关键词 曲面过载保护 冲击 硅微机械加速度传感器 压膜阻尼

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基于MEMS技术的硅微机械流体传感器的原理及应用 被引量：2

6

作者 张树生 韩克江 成健 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第3期4-6,共3页

传统的流体传感器由于存在着灵敏度低、体积大、成本高等缺点,而且微流体与宏观流体流动特性不同,所以其在微流体的流体特性测量中存在很大的局限性。随着MEMS技术的发展,硅微机械流体传感器的出现克服了传统流体传感器的缺点。硅微机... 传统的流体传感器由于存在着灵敏度低、体积大、成本高等缺点,而且微流体与宏观流体流动特性不同,所以其在微流体的流体特性测量中存在很大的局限性。随着MEMS技术的发展,硅微机械流体传感器的出现克服了传统流体传感器的缺点。硅微机械流体传感器已成为MEMS的研究热点之一。按其用途进行了分类,着重介绍了流体压力传感器、流量传感器和表层摩擦力传感器。分别从各种传感器的基本原理、性能、应用范围、优缺点及其所能达到的技术指标方面进行了描述。基于MEMS的硅微机械流体传感器具有广阔的前景。 展开更多

关键词 MEMS 硅微机械流体传感器 基本原理

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新型高量程冲击硅微机械加速度传感器的设计与制造 被引量：5

7

作者 董健 计时鸣 张立彬 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第1期105-109,114,共6页

给出了一种测量高量程冲击加速度的硅微机械加速度传感器的设计和制造方法．加速度传感器采用整体式悬臂梁结构，在硅片平面内设计了两个分布方向相反结构相同的悬臂梁，每个悬臂梁顶端通过硼扩散形成两个压敏电阻，四个压敏电阻构成惠... 给出了一种测量高量程冲击加速度的硅微机械加速度传感器的设计和制造方法．加速度传感器采用整体式悬臂梁结构，在硅片平面内设计了两个分布方向相反结构相同的悬臂梁，每个悬臂梁顶端通过硼扩散形成两个压敏电阻，四个压敏电阻构成惠斯通全桥连接．悬臂梁两侧面和过载保护曲面采用DRIE技术加工，过载保护曲面设计成近似于冲击加速度传感器承受最大加速度时悬臂梁弯曲曲面的形状，一方面提高了悬臂梁过载保护能力，另一方面可以调节加速度传感器的工作阻尼至临界阻尼，有效提高了加速度传感器的工作频率带宽．分析和测试结果表明，加速度传感器的灵敏度达到3．024μV／g，工作频率带宽达到O～81kHz，量程达到0～50000g．加速度传感器的性能能够满足测号冲击过程的要求． 展开更多

关键词 冲击 硅微机械加速度传感器DRIE技术 过载保护曲面 工作频率带宽

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变面积结构微机械电容式加速度传感器 被引量：5

8

作者 李宝清 陆德仁 王渭源 《中国工程科学》 2000年第2期36-40,共5页

文章首次报道了一种基于面积可变电容结构的微机械加速度传感器。质量块呈栅状结构,由悬臂梁支撑。两组交叉放置的定电极位于质量块的正下方。在惯性力的作用下,质量块呈平行于衬底水平移动,引起由质量块的栅与定电极的叉指构成的差分... 文章首次报道了一种基于面积可变电容结构的微机械加速度传感器。质量块呈栅状结构,由悬臂梁支撑。两组交叉放置的定电极位于质量块的正下方。在惯性力的作用下,质量块呈平行于衬底水平移动,引起由质量块的栅与定电极的叉指构成的差分电容变化。通过测量差分电容的变化,可以得到加速度信号的大小。理论分析表明加速度响应信号随面积呈线性变化,而与质量块及定电极的间距无关。加速度传感器的制作采用了基于金属电镀的准LIGA技术,设计量程为20m/s2。测量结果表明,加速度传感器量程为20m/s2,灵敏度为581mV/(m·s-2),非线性为4%FS。讨论了器件线性度不够理想的原因。 展开更多

关键词 电容 微机械加速度传感器 变面积结构 原理 制作

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冲击硅微机械加速度传感器的封装与封装性能分析 被引量：7

9

作者 董健 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期959-963,共5页

给出了一种压阻式冲击硅微机械加速度传感器的器件封装结构并对其封装的性能进行了分析。加速度传感器的封装采用可伐合金做管壳,采用环氧粘合剂将芯片粘结在金属基板上,采用金丝连接芯片铝焊点和管脚,使用环氧灌封胶充填管壳内空余的区... 给出了一种压阻式冲击硅微机械加速度传感器的器件封装结构并对其封装的性能进行了分析。加速度传感器的封装采用可伐合金做管壳,采用环氧粘合剂将芯片粘结在金属基板上,采用金丝连接芯片铝焊点和管脚,使用环氧灌封胶充填管壳内空余的区域,来缓冲芯片受到冲击时承受的冲击应力。用ANSYS软件对封装后的器件进行了模态分析。分析结果表明,封装后加速度传感器敏感结构—悬臂梁敏感方向上的模态频率与封装前基本相同,封装后器件管壳三个破坏方向上的模态频率足够大。因此,封装不影响加速度传感器的测试性能并有良好的抗冲击能力。用霍普金森杆对封装后器件进行了冲击破坏实验。实验结果表明,引线从芯片铝焊点处脱落是冲击破坏的主要形式。 展开更多

关键词 冲击硅微机械加速度传感器 封装 可伐合金 模态频率 破坏

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基于单片机硅微机械谐振传感器真空测量研究

10

作者 张昱 金心宇 +1 位作者 陈抗生 王跃林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期380-383,共4页

本文介绍了一种新颖的基于单片机的硅微机械谐振传感器测量方法及其实现。在微传感器工作原理理论分析的基础上 ,证明其适合于真空环境测量。利用闭环测控电路方式 ,使整机具有良好的灵敏度和可靠性。讨论了测量仪的测量原理、硬件组成... 本文介绍了一种新颖的基于单片机的硅微机械谐振传感器测量方法及其实现。在微传感器工作原理理论分析的基础上 ,证明其适合于真空环境测量。利用闭环测控电路方式 ,使整机具有良好的灵敏度和可靠性。讨论了测量仪的测量原理、硬件组成和软件设计。该测量仪的真空度测量范围接近 10 2 ～ 10 - 1 Pa,具有可靠性高。 展开更多

关键词 硅微机械谐振传感器 单片机 闭环测控 真空测量

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侧面扩散电阻的微机械加速度传感器的设计 被引量：1

11

作者 董健 《浙江工业大学学报》 CAS 2008年第3期326-329,共4页

给出了一种新型的侧面扩散电阻的硅微机械加速度传感器的设计和制造方法.硅微机械加速度传感器采用压阻式双悬臂梁整体式结构.两个结构相同分布方向相反的悬臂梁采用DRIE工艺加工,在每个梁的侧面通过硼扩散形成两个压敏电阻,四个压敏电... 给出了一种新型的侧面扩散电阻的硅微机械加速度传感器的设计和制造方法.硅微机械加速度传感器采用压阻式双悬臂梁整体式结构.两个结构相同分布方向相反的悬臂梁采用DRIE工艺加工,在每个梁的侧面通过硼扩散形成两个压敏电阻,四个压敏电阻构成惠斯痛全桥连接,在悬臂梁的根部采用DRIE工艺形成电隔离窄沟槽,并淀积二氧化硅薄膜来填充隔离沟槽,形成电阻与其它区域间的电绝缘.计算结果表明,这种结构的加速度传感器的灵敏度比常规设计的加速度传感器灵敏度要高77%.工艺可行性试验表明,电隔离窄沟槽的制作工艺稳定可靠.因此,这是一种先进的压阻式硅微机械加速度传感器设计和制造方法. 展开更多

关键词 侧面扩散电阻 硅微机械加速度传感器 双悬臂梁 电隔离窄沟槽

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微机械压力传感器结构稳健优化与实验研究

12

作者 薄纪康 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第6期68-72,共5页

以一种液压用微机械压力传感器为研究对象,在分析其结构和工作原理基础上,提出了固有频率对加工误差的灵敏度分析方法,得到了对微机械压力传感器固有频率影响较大的尺寸参数,为后续优化和实际加工提供了可控参考。为提高微机械压力传感... 以一种液压用微机械压力传感器为研究对象,在分析其结构和工作原理基础上,提出了固有频率对加工误差的灵敏度分析方法,得到了对微机械压力传感器固有频率影响较大的尺寸参数,为后续优化和实际加工提供了可控参考。为提高微机械压力传感器的加工稳定性和性能指标,进行了微机械压力传感器结构稳健优化设计,推导了稳健性能约束条件,提出了设计变量、目标函数、尺寸约束条件和模态性能约束条件,建立了微机械压力传感器结构稳健优化的数学模型。稳健优化结果表明,微机械压力传感器的加工稳定性和灵敏度都有了较大提高。进行了实际加工和测试,测试结果表明稳健优化后的微机械压力传感器具有较高的灵敏度。 展开更多

关键词 液压系统 微机械压力传感器 加工误差 稳健优化

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提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(一) 被引量：2

13

作者 郑丹 宋朝辉 张鲲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第11期1-2,共2页

表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时 ,应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降 ,无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度 ,但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降 ,从而... 表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时 ,应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降 ,无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度 ,但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降 ,从而部分抵消了应力消除的效果。提出一种新型深盆腔膜片结构 ,在消除应力的同时实现了比平膜片还高的力学灵敏度 ,可以提高微压传感器和微麦克风的灵敏度。采用解析和有限元两种方法相结合的方法 ,对该种膜片进行了分析和研究。对比平膜和波纹膜结构 。 展开更多

关键词 压力膜片 微机械传感器 力学灵敏度 薄膜残余应力 压力传感器

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基于奇异谱分解的微机械加速度计振动噪声抑制方法 被引量：6

14

作者 伍宗伟 姚敏立 +2 位作者 马红光 马帮立 田方浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期70-75,共6页

微机械(MEMS)惯性传感器成本低的同时噪声较大,易受振动信号的干扰。为了利用微机械惯性传感器构成低成本姿态估计系统,提出了一种基于奇异谱分解(SSA)的振动噪声预处理方法。SSA方法的实质是利用延迟扩维矩阵进行主成分分析,其延迟相... 微机械(MEMS)惯性传感器成本低的同时噪声较大,易受振动信号的干扰。为了利用微机械惯性传感器构成低成本姿态估计系统,提出了一种基于奇异谱分解(SSA)的振动噪声预处理方法。SSA方法的实质是利用延迟扩维矩阵进行主成分分析,其延迟相关的算法能够有效地分离出加速度计测量值中的趋势项与周期项,趋势项中包含有需要的姿态变化信号,周期项即为低频振动噪声,根据过零点检测方法提取出趋势项,将该趋势项作为加速度计的测量值,即可实现对振动噪声信号的抑制,有效地提高姿态估计精度。实际的跑车实验验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 奇异谱分析 独立分量分析 微机械惯性传感器 趋势项 振动噪声 姿态估计 singular spectral ANALYSIS (SSA) independent component ANALYSIS (ICA)

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基于MEMS传感器的道面坡度提取方法 被引量：2

15

作者 苏志刚 吴柳莉 郝敬堂 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1050-1055,共6页

道面坡度测量对于精细化导航系统及场面运行模拟系统的开发具有重要的意义。采用微机械电子系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)传感器进行加速度估计的方法提取道面坡度通常需要增加额外的传感器,同时还会受到累积误差的困扰。... 道面坡度测量对于精细化导航系统及场面运行模拟系统的开发具有重要的意义。采用微机械电子系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)传感器进行加速度估计的方法提取道面坡度通常需要增加额外的传感器,同时还会受到累积误差的困扰。仅利用智能手机的传感器,通过零加速状态检测的方法对旋转四元数进行重置,实现了累积误差的修正,并提出了一种新的坡度提取方法,在不需要额外传感器提供辅助参数的情况下,利用重力加速度方向不变性,通过载体坐标系中的重力加速度矢量方向的变化间接地实现了道面坡度信息提取。实验结果表明,本文算法可以准确地提取道面坡度信息并实现对道面坡度信息的定位。 展开更多

关键词 微机械电子系统传感器 坡度提取 零加速状态检测 旋转四元数

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基于加速度传感器的红外图像稳像技术研究 被引量：2

16

作者 陈盈 王弘韬 安成斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期63-68,共6页

本文对安装于非固定平台上红外前视设备的像移产生的机理进行了详细分析,在此基础上提出了采用微机械加速度传感器获取像移矢量的方法及算法,并研制了可安装于红外前视设备上的像移矢量测量系统,利用三维摇摆台进行了像移测量和稳像试验... 本文对安装于非固定平台上红外前视设备的像移产生的机理进行了详细分析,在此基础上提出了采用微机械加速度传感器获取像移矢量的方法及算法,并研制了可安装于红外前视设备上的像移矢量测量系统,利用三维摇摆台进行了像移测量和稳像试验,并与纯软件化稳像效果进行了比较,验证了本文提出的理论和方法的正确性,以及试验装置的有效性。 展开更多

关键词 微机械加速度传感器 稳像 像移 红外图像

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采用锁相技术的微小电容检测电路 被引量：3

17

作者 王亚强 丁纯 王跃林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1999年第2期26-27,30,共3页

】描述了一种应用于电容式传感器的微小电容检测电路，此电路采用锁相技术的原理，成本较低，具有较好的线性度和较高的灵敏度。

关键词 微小电容检测 微机械传感器 锁相技术 电路

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恒定直流功率负荷下多晶硅微电阻电阻一时间特性测量

18

作者 胡明 A.M.Robinson 《电子测量与仪器学报》 CSCD 1999年第3期24-28,共5页

利用数字式恒定功率测试系统（ＤＣＰＳ）对多晶硅微电阻进行恒定直流功率负荷下电阻随时间变化特性的测量实验。用标准ＣＭＯＳ工艺和后续的腐蚀工艺制成悬浮结构多晶硅微电阻。测试结果表明，在恒定直流功率条件下工作的微电阻的稳定... 利用数字式恒定功率测试系统（ＤＣＰＳ）对多晶硅微电阻进行恒定直流功率负荷下电阻随时间变化特性的测量实验。用标准ＣＭＯＳ工艺和后续的腐蚀工艺制成悬浮结构多晶硅微电阻。测试结果表明，在恒定直流功率条件下工作的微电阻的稳定性由临界功率Ｐ_（ｃｒｉ）值决定，当负荷于电阻上的恒定直流功率Ｐ≤Ｐ_（ｃｒｉ）时，电阻值在负荷时间内保持常量；当Ｐ＞Ｐ_（ｃｒｉ）时，电阻值随时间增加而增加。临界功率值决定于流过电阻的电流密度、电阻结构尺寸以及环境温度。计算得到多晶硅薄膜的临界电流密度为 １０~５Ａ／ｃｍ~２数量级，不同于集成电路中的多晶硅薄膜的相应数值。 展开更多

关键词 恒定功率 多晶硅微电阻 微机械传感器 临界功率

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微石英音叉陀螺激励与检测电极的研究 被引量：9

19

作者 王莹 孙雨南 +1 位作者 秦秉坤 印平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期503-507,共5页

根据弹性力学和静电场理论建立压电梁弯曲振动时晶体内电场分布的泊松方程 ,研究微石英音叉陀螺不同形式的激励与检测电极的性能 .对泊松方程求解 ,得出了几种典型电极形式下压电梁内电场的分布表达式 ,计算驱动电极的等效体力和检测电... 根据弹性力学和静电场理论建立压电梁弯曲振动时晶体内电场分布的泊松方程 ,研究微石英音叉陀螺不同形式的激励与检测电极的性能 .对泊松方程求解 ,得出了几种典型电极形式下压电梁内电场的分布表达式 ,计算驱动电极的等效体力和检测电极的压电电流 .根据等效体力和压电电流的大小确定出了最佳驱动电极和检测电极的形式 ,给出了微石英音叉陀螺电极性能的研究方法 . 展开更多

关键词 石英陀螺 压电效应 等效体力 压电电流 检测电极 微机械角速度传感器

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MEMS惯性测量组件动基座对准研究 被引量：1

20

作者 程洪炳 黄国荣 宋艳君 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期59-60,64,共3页

主要研究了其在动基座条件下的误差方程,进行了误差方程的分析,并用广义卡尔曼滤波方法进行了动基座条件下MEMS惯性测量组件的对准研究。最后,给出了该对准方法的仿真结果。

关键词 微机械惯性传感器 误差方程 对准 广义卡尔曼滤波 动基座

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