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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
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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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一种低频高灵敏度压电MEMS声接收器设计 被引量:2
2
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
3
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
4
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
5
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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微机电系统(MEMS)磨损的分形分析 被引量:5
6
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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基于MEMS惯性器件的微型船用组合测姿系统设计 被引量:3
7
作者 赵琳 刘付强 +1 位作者 王文晶 徐博 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第14期4433-4436,共4页
首先构造了基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪、加速度计和磁强计的姿态测量系统,在证明船舶机动运动产生的干扰加速度会引起Kalman滤波发散的基础上,构造了径向基函数神经网络姿态系统以克服干扰加速度的这种不利影响,并提出了基于神经网络与... 首先构造了基于Kalman滤波的MEMS陀螺仪、加速度计和磁强计的姿态测量系统,在证明船舶机动运动产生的干扰加速度会引起Kalman滤波发散的基础上,构造了径向基函数神经网络姿态系统以克服干扰加速度的这种不利影响,并提出了基于神经网络与kalman滤波的组合姿态测量系统的设计方案,对设计的组合姿态测量系统进行了仿真试验。试验结果表明,组合姿态测量系统即使在干扰加速度存在的情况下也可以完成船舶姿态的实时准确估计,可满足船用设备中低精度姿态测量系统使用要求。 展开更多
关键词 mems惯性器件 KALMAN滤波 姿态测量系统 神经网络
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微机电系统(MEMS)及其在弹药中的应用 被引量:2
8
作者 汪小娜 王树宗 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S2期363-365,共3页
对微机电系统技术的概念及发展状况进行了介绍,并探讨了微机电系统技术在军事中极具发展潜力的应用,即 MEMS 在弹药制导与引信中的应用。
关键词 微机系统 弹药 惯性导航系统 制导 引信
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微机电系统(MEMS)促进测量学发展 被引量:6
9
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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《微机电系统(MEMS)》专题文章导读 被引量:2
10
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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微机电系统(MEMS)的干涉测量方法的研究进展
11
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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微机电系统惯性电学开关的设计与制作 被引量:7
12
作者 杨卓青 丁桂甫 +2 位作者 蔡豪刚 刘瑞 赵小林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1033-1036,共4页
基于非硅表面微加工技术,给出了微机电系统惯性电学开关的一种新式设计,该设计采用两端悬空固定的多孔弹性梁作为固定电极,由连体蛇形弹簧连接悬空的质量块作为可动电极,可动电极位于支撑层和弹性梁之间,该结构在保证微开关具有足够灵... 基于非硅表面微加工技术,给出了微机电系统惯性电学开关的一种新式设计,该设计采用两端悬空固定的多孔弹性梁作为固定电极,由连体蛇形弹簧连接悬空的质量块作为可动电极,可动电极位于支撑层和弹性梁之间,该结构在保证微开关具有足够灵敏度的同时,可有效提高两电极间的接触效果和器件的抗冲击保护。使用成本较低的多次叠层电镀镍的方法制作了设计的微型惯性开关,并对其元器件进行了试验测试,结果表明:开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.40ms和12μs,与有限元动力学仿真结果吻合较好,表现出较高的灵敏度和良好接触效果。 展开更多
关键词 非硅表面微加工 微型惯性开关 设计与制作 微机系统(mems)
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新的鲁棒滤波算法及在微机电系统-惯性导航系统/全球定位系统中应用 被引量:6
13
作者 石静 缪玲娟 倪茂林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期305-309,共5页
为了提高系统对不确定干扰的鲁棒性并保持较高的精度,提出一种新的鲁棒滤波算法.当系统满足可检测和可镇定的条件时,通过引入适当的滤波增益矩阵,得到指数稳定的滤波器,从而将不确定干扰对估计误差的影响限制在给定的范围内,实现鲁棒性... 为了提高系统对不确定干扰的鲁棒性并保持较高的精度,提出一种新的鲁棒滤波算法.当系统满足可检测和可镇定的条件时,通过引入适当的滤波增益矩阵,得到指数稳定的滤波器,从而将不确定干扰对估计误差的影响限制在给定的范围内,实现鲁棒性和精度的要求.用微机电系统–惯性导航系统/全球定位系统组合导航系统中得到的试验数据对该算法进行离线验证,试验结果表明,新算法的计算量较小,并且在有不确定噪声干扰的情况下能使系统保持较高的精度. 展开更多
关键词 组合导航 惯性导航系统 微机系统 鲁棒滤波
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MEMS惯性器件的主要失效模式和失效机理研究 被引量:17
14
作者 陈俊光 谷专元 +3 位作者 何春华 黄钦文 来萍 恩云飞 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第3期1-5,13,共6页
针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方法,针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,对冲击、振动、湿度、温变、辐照和静电放电(ESD)等不同环境应力条件下的MEMS惯性器件典型失效模式及失效机... 针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方法,针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,对冲击、振动、湿度、温变、辐照和静电放电(ESD)等不同环境应力条件下的MEMS惯性器件典型失效模式及失效机理进行了深入分析和总结,研究结果有利于指导未来MEMS惯性器件的失效分析和可靠性设计。 展开更多
关键词 微机系统(mems)惯性器件 可靠性 失效模式 失效机理
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系统级模拟的MEMS器件宏模型 被引量:6
15
作者 戎华 黄庆安 李伟华 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期366-371,共6页
MEMS器件的系统级模拟是实现器件优化的重要环节 ,常用的MEMS器件系统级模拟方法是基于宏模型 ,该宏模型要能与电路模拟软件相连接 ,再用电路模拟软件进行系统级模拟。因此 ,关键是如何建立能满足此种要求的宏模型。本文介绍了常用的等... MEMS器件的系统级模拟是实现器件优化的重要环节 ,常用的MEMS器件系统级模拟方法是基于宏模型 ,该宏模型要能与电路模拟软件相连接 ,再用电路模拟软件进行系统级模拟。因此 ,关键是如何建立能满足此种要求的宏模型。本文介绍了常用的等效电路宏模型和硬件描述语言宏模型的建立方法以及这两种宏模型的优缺点。 展开更多
关键词 mems器件 系统级模拟 等效路宏模型 硬件描述语言宏模型 微机系统
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MEMS惯性传感器的系统级建模技术研究 被引量:4
16
作者 霍鹏飞 苑伟政 马炳和 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期403-407,共5页
阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件,并建立其参数化多端口组件模型,通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模... 阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件,并建立其参数化多端口组件模型,通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模型的一般方法。在此研究基础上,形成了MEMS的可重用组件模型库并以此建立了一电容式微陀螺的系统级模型。仿真结果表明多端口组件网络方法是快速建立和仿真MEMS系统级模型的有效方法,而物体的相对运动理论和能量法对建立惯性MEMS的组件模型具有普遍指导意义。 展开更多
关键词 多端口组件网络方法 mems惯性器件 系统级建模
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MEMS悬挂式弱磁加热结构研制
17
作者 刘健一 黄明忠 +3 位作者 陆柏川 刘亚蕾 贾朔 屈继峰 《计量学报》 北大核心 2025年第8期1105-1110,共6页
基于微机电系统(MEMS)技术设计并制造了一种集成加热和控温的低功耗型弱磁加热结构,通过力学和热学分析探究其在芯片级集成化加热和温控领域的应用潜力。该结构采用聚酰亚胺为基底构建悬挂式结构,力学分析表明其具备机械稳定性优势,通... 基于微机电系统(MEMS)技术设计并制造了一种集成加热和控温的低功耗型弱磁加热结构,通过力学和热学分析探究其在芯片级集成化加热和温控领域的应用潜力。该结构采用聚酰亚胺为基底构建悬挂式结构,力学分析表明其具备机械稳定性优势,通过理论计算、有限元仿真和抗拉实验验证,该结构最大能承受0.68 N的压力荷载,并安全承载体积为5 mm×5 mm×2 mm的硅基芯片。热学分析显示该结构在加热过程中温度分布及功耗情况,仿真结果表明,与无悬挂式结构相比,该结构能够实现24.5%的功耗降低;真空环境下实验测得,使用该加热结构将芯片维持在80℃时所需的加热功率仅为13.3 mW,同时加热过程中产生的磁场强度为6.125 nT。 展开更多
关键词 弱磁加热 低功耗设计 微机系统 集成加热 量子计量器件
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新型MEMS-IMU/Wi-Fi组合室内行人定位算法
18
作者 朱明红 于飞 +2 位作者 金明 刘娟 王振鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期609-617,共9页
为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测... 为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测值,同时定频采用无线网的位置数据进行校正,设计扩展卡尔曼滤波算法估算行人的实时位置坐标;设计运动轨迹,采集手机传感器和无线信号接入点的数据对该算法进行了有效性和可行性验证。研究结果表明:采用微机电惯性测量器件和无线网组合定位时,位置误差会小于惯性测量单元单独定位时的误差,可见Wi-Fi信息可辅助微电子机械系统惯性传感器更精确地完成室内行人导航定位任务。 展开更多
关键词 室内行人定位 微机惯性测量器件 无线传输系统定位 行人航位推算 组合定位 独立建模 扩展卡尔曼滤波 直接法卡尔曼滤波
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压电MEMS兰姆波器件技术的最新进展与展望 被引量:5
19
作者 于晓权 何杰 马晋毅 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期223-229,233,共8页
兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件,同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点,其制造工艺与集成电路工艺兼容,可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射... 兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件,同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点,其制造工艺与集成电路工艺兼容,可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射频前端组件的有效解决方案之一,能够满足未来通信设备多频率及集成化的发展要求,其相关研究已成为微声器件领域的热点。该文简要介绍了兰姆波的基本原理,综述了近年来基于氮化铝(AlN)薄膜和铌酸锂薄膜(LNOI)的压电MEMS兰姆波器件研究取得的最新成果,并讨论了压电MEMS兰姆波器件的发展趋势。 展开更多
关键词 兰姆波谐振器(LWR) 微机系统(mems) 横向激励声体波谐振器(XBAR) 高次谐波组合模式谐振器(CORs) 截面拉梅模式谐振器(CLMRs)
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基于FPGA的阵列式MEMS惯性测量单元的采集系统设计 被引量:2
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作者 张磊 曹乐 +2 位作者 阚秀 张夏丰 魏德轩 《导航定位学报》 CSCD 2022年第3期123-129,共7页
针对阵列式微机电系统(MEMS)惯性测量单元数据采集需要实时性、高精度和高同步性问题,选取ICM20602六轴MEMS惯性测量单元构建阵列式惯性测量单元。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步并发方法实现同步数据采集,结合均值融合算法有效... 针对阵列式微机电系统(MEMS)惯性测量单元数据采集需要实时性、高精度和高同步性问题,选取ICM20602六轴MEMS惯性测量单元构建阵列式惯性测量单元。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步并发方法实现同步数据采集,结合均值融合算法有效降低系统噪声水平,并使用阿伦方差进行随机误差辨识。实验结果表明,该系统实现了稳定可靠的阵列式MEMS惯性测量单元数据采集,能够显著降低随机误差的影响,为低成本惯性导航系统提供一种有效设计方案。 展开更多
关键词 微机系统 惯性测量单元 现场可编程门阵列 均值融合 数据采集 阿伦方差
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