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谐振敏感式低噪声压电微机电系统水听器
1
作者 葛宣佐 朴胜春 +4 位作者 张强 雷亚辉 龚李佳 王大成 陈丽洁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1660-1668,共9页
针对水下无人平台低噪声高灵敏探测需求,本文提出基于目标频谱特征信息的谐振敏感检测思想。利用水听器在谐振频率处具有高灵敏的特点,根据水下目标的频域特征信息设计水听器敏感结构。本文研制了谐振敏感式压电微机电系统芯片和水听器... 针对水下无人平台低噪声高灵敏探测需求,本文提出基于目标频谱特征信息的谐振敏感检测思想。利用水听器在谐振频率处具有高灵敏的特点,根据水下目标的频域特征信息设计水听器敏感结构。本文研制了谐振敏感式压电微机电系统芯片和水听器样机,并进行了实验测试。所设计水听器样机在谐振频率处实现了高灵敏响应(-146 dB@12 kHz(Re.1V/μPa)和-138 dB@4 kHz(Re.1V/μPa))和远低于knudsen零级海况的自噪声水平(M5#样机在谐振频率处等效噪声声压谱密度级22.03 dB@4 kHz(Re.1μPa/Hz))。本文所提出的基于目标特征信息的谐振敏感检测思想为水下目标检测提供了思路。 展开更多
关键词 谐振敏感 压电微机电系统 水听器 低噪声 敏感结构设计 水下目标 频谱特征 零级海况
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压电微机电系统水下特征信息检测传感微系统
2
作者 朴胜春 雷亚辉 +4 位作者 张强 葛宣佐 李德勇 金奇峰 陈丽洁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1635-1643,1684,共10页
在水下信息网络应用中可有针对性地通过检测目标特定特征信息唤醒传感微系统,并通过与环境背景相关的技术方法进行特征信息有无的检测判别和特定特征信息目标的检测。本文基于水下声场频域特征水听器,研制了水下特征信息检测唤醒压电微... 在水下信息网络应用中可有针对性地通过检测目标特定特征信息唤醒传感微系统,并通过与环境背景相关的技术方法进行特征信息有无的检测判别和特定特征信息目标的检测。本文基于水下声场频域特征水听器,研制了水下特征信息检测唤醒压电微机电系统传感微系统,通过对特定特征信息的检测及特征信息组合检测实现目标检测与识别。对水下特征信息检测唤醒传感微系统样机进行了验证试验,结果表明:该传感微系统可对预设的不同目标频谱特征信息进行检测,从而在水下通讯或探测系统应用中实现对特定目标或信号的检测唤醒与驱动功能。 展开更多
关键词 近零功耗 微机电系统声传感器 矢量水听器 目标声学特征 特征检测 特征识别 传感微系统 唤醒与驱动
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基于柔性微机电系统传感阵列的形变重构实验设计
3
作者 王玉红 葛勇强 +1 位作者 陈家旺 金章勇 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第6期1-5,11,共6页
为研究柔性微机电系统(MEMS)传感阵列在海底地质变形监测中的形变重构性能,研制了MEMS传感阵列样缆,并构建其形变曲线重构模型。搭建了由实验台架、步进电动机和数据采集模块等组成的MEMS传感阵列的形变监测与重构实验系统。通过实验获... 为研究柔性微机电系统(MEMS)传感阵列在海底地质变形监测中的形变重构性能,研制了MEMS传感阵列样缆,并构建其形变曲线重构模型。搭建了由实验台架、步进电动机和数据采集模块等组成的MEMS传感阵列的形变监测与重构实验系统。通过实验获取不同状态下传感阵列形变曲线重构模型数据,结合实际形变数据的对比分析,验证了该传感阵列的形变监测与重构能力。该实验的开展能够加深学生对MEMS设计、传感器信号采集与处理等知识的理解。 展开更多
关键词 微机电系统传感阵列 形变监测与重构 实验设计
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微机电环形谐振陀螺敏感信号读取方法研究
4
作者 寇志伟 崔啸鸣 +2 位作者 尹煜 李娜 曹慧亮 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期405-414,共10页
根据微机电硅基环形谐振陀螺的动力学特性与机电耦合能量转化特点,设计了一种基于方波调制形式的环形二极管全对称弧形差动电容敏感信号读取控制模型。首先,根据角速度敏感原理,设计了电极中心轴与工作模态主轴重合的敏感结构双层全对... 根据微机电硅基环形谐振陀螺的动力学特性与机电耦合能量转化特点,设计了一种基于方波调制形式的环形二极管全对称弧形差动电容敏感信号读取控制模型。首先,根据角速度敏感原理,设计了电极中心轴与工作模态主轴重合的敏感结构双层全对称弧形差动电容电极接口方案,推导出环形敏感结构力学振动参量的电学敏感模型。其次,为了避免同频驱动信号的耦合干扰,选择了方波载波形式的环形二极管电容检测电路,将电容检测微弱信号调制到高频载波上,解调可得到输出信号。设计了检测模态敏感信号读取控制模型,分析了控制模型稳定性;构建微机电环形谐振陀螺的机电控制模型,仿真分析其性能,验证了模型的合理性。最后,基于上述方案设计了敏感信号读取控制电路,通过实验测试了电路性能。实验结果表明,该敏感接口检测电路控制方案能够快速有效地读取敏感信号,正转标度因数为0.593 9 mV/[(°)·s^(-1)],反转标度因数为0.594 6 mV/[(°)·s^(-1)],标度因数不对称度为0.12%。 展开更多
关键词 微机电系统 环形谐振陀螺 电容电极 敏感信号 检测模态
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微机电系统的微观摩擦学研究进展 被引量：23
5
作者 邓昭 饶文琦 +3 位作者 任天辉 余来贵 刘维民 余新良 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期494-498,共5页
对微机电系统的微观摩擦学研究现状进行了综述 ,介绍了在微机电系统中摩擦学呈现的各种新特征 ,以及材料、环境和不同工况条件对微机电系统运行稳定性的影响 .从微观摩擦学角度探讨了微机电系统的润滑问题 ,介绍了表面改性和薄膜润滑等... 对微机电系统的微观摩擦学研究现状进行了综述 ,介绍了在微机电系统中摩擦学呈现的各种新特征 ,以及材料、环境和不同工况条件对微机电系统运行稳定性的影响 .从微观摩擦学角度探讨了微机电系统的润滑问题 ,介绍了表面改性和薄膜润滑等在解决微机电系统润滑问题方面的研究现状 。 展开更多
关键词 微机电系统 微观摩擦学 表面改性 薄膜 超润滑
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柠檬酸盐体系铜电沉积及其在微机电系统中的应用 被引量：7
6
作者 吴伟刚 杨防祖 +2 位作者 骆明辉 田中群 周绍民 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2625-2632,共8页
研究并讨论了在新型柠檬酸盐体系铜电沉积工艺中电镀工艺参数对镀层形貌和颗粒尺寸的影响;利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了镀层的结构和组分存在状态;并将柠檬酸盐体系电沉积铜应用于微机电系统(MEMS)加工工艺.结果表明... 研究并讨论了在新型柠檬酸盐体系铜电沉积工艺中电镀工艺参数对镀层形貌和颗粒尺寸的影响;利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了镀层的结构和组分存在状态;并将柠檬酸盐体系电沉积铜应用于微机电系统(MEMS)加工工艺.结果表明:在6 g.L-1 Cu2+,pH=7.0-8.5,1-2 A.dm-2,45℃,搅拌条件下可得到结晶细小,表面平整的致密铜镀层;镀层为面心立方多晶结构的单质铜,不含其他杂质.利用MEMS工艺成功制得平面电感,其有效的最大品质因数(Q)为12.75,达到了设计要求. 展开更多
关键词 电沉积 柠檬酸盐 铜 镀层表征 平面电感 微机电系统
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激光共焦扫描显微镜在微机电系统中的应用 被引量：15
7
作者 曾毅波 蒋书森 +2 位作者 黄彩虹 张玉龙 张艳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1241-1246,共6页
研究了激光共焦扫描显微镜(LSCM)在微结构分析中的应用,综述了该项应用的优势。LSCM的高分辨率和光强调节功能,使其可用于大角度测量;与图像处理系统相结合,便于微结构的定性和定量分析;而全自动样片台沿X轴和Y轴的自动扫描实现了图像... 研究了激光共焦扫描显微镜(LSCM)在微结构分析中的应用,综述了该项应用的优势。LSCM的高分辨率和光强调节功能,使其可用于大角度测量;与图像处理系统相结合,便于微结构的定性和定量分析;而全自动样片台沿X轴和Y轴的自动扫描实现了图像的拼接功能。实验结果表明:运用LSCM测量的斜面最大角度至少可以达到50°;在悬臂梁的形貌分析中,可获得清晰的三维形貌,同时通过二维定量分析精确测得其形变为3.145μm;在100×物镜下,运用拼接功能获得384μm×288μm的视场面积,解决了高放大倍数下,在单帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。LSCM在微结构分析中的应用弥补了其它形貌分析设备测量功能上的不足,提升了微机电系统的测试水平。 展开更多
关键词 激光共焦扫描显微镜 微机电系统 角度测量 形貌分析 图形拼接
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微机电系统关键技术及其研究进展 被引量：26
8
作者 张冬至 胡国清 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期513-520,共8页
微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上兴起的一个多学科交叉的前沿领域,集约了当今科学技术发展的许多尖端成果,在汽车电子、航空航天、信息通讯、生物医学、自动控制、国防军工等领域应用前景广阔。该文介绍了微机电系统发展的背景... 微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上兴起的一个多学科交叉的前沿领域,集约了当今科学技术发展的许多尖端成果,在汽车电子、航空航天、信息通讯、生物医学、自动控制、国防军工等领域应用前景广阔。该文介绍了微机电系统发展的背景与基础理论研究,综述了微机电系统所涉及的器件设计、制作材料、3大加工工艺(硅微机械加工、精密微机械加工与光刻、电铸和注塑(LIGA)技术)、微封装与测试等关键技术,总结了微机电系统在微纳传感器、微执行器、微机器人、微飞行器、微动力能源系统、微型生物芯片等方面的典型应用,最后指明了MEMS技术的发展趋势,有望在近几十年将大量先进的MEMS器件从实验室推向实用化和产业化。 展开更多
关键词 微机电系统 微机械加工 微传感器 纳米制造 聚合物微机电系统(MEMS)
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微机电系统微米间隙的预击穿和击穿特性研究 被引量：8
9
作者 孟国栋 成永红 +1 位作者 酉小广 吴锴 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期106-110,127,共6页
为了预测和评估微机电系统(MEMS)中微电极结构的绝缘性能,采用MEMS加工工艺,制备了电极间隙为5～40μm的金属铝薄膜电极,研究了试样在直流电压下的预击穿过程中电流-电压关系曲线以及击穿电压随电极间隙的变化规律,并利用扫描电子显微镜... 为了预测和评估微机电系统(MEMS)中微电极结构的绝缘性能,采用MEMS加工工艺,制备了电极间隙为5～40μm的金属铝薄膜电极,研究了试样在直流电压下的预击穿过程中电流-电压关系曲线以及击穿电压随电极间隙的变化规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)进行了微电极表面的微观分析.研究结果表明:预击穿过程的电流-电压曲线说明,在击穿之前电流的变化主要包括自由带电粒子的定向迁移阶段、电流密度达到饱和阶段以及碰撞电离持续发展形成电子雪崩阶段;场致电子发射的Fowler-Nordheim曲线表明,当微电极的间隙大于5μm时,其击穿特性仍然符合巴申曲线,与相关文献的研究结论一致;微电极击穿阈值均大于相同间隙的宏观金属电极的击穿阈值;微电极击穿后在阳极表面有坑洞产生,而在阴极表面存在溅射沉积现象. 展开更多
关键词 微机电系统 击穿特性 微米间隙 巴申曲线
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微机电系统压膜阻尼特性分析 被引量：13
10
作者 张文明 孟光 周健斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期41-45,共5页
微尺度下,压膜阻尼对微机电系统(MEMS)微结构功能特性有很大影响。从滑流效应、挤压效应和穿孔效应三个方面对平板间气膜阻尼进行理论分析,运用可压缩气膜的雷诺方程对由垂直运动产生压膜阻尼进行模型分析,详细介绍了线性Reynolds方程... 微尺度下,压膜阻尼对微机电系统(MEMS)微结构功能特性有很大影响。从滑流效应、挤压效应和穿孔效应三个方面对平板间气膜阻尼进行理论分析,运用可压缩气膜的雷诺方程对由垂直运动产生压膜阻尼进行模型分析,详细介绍了线性Reynolds方程的多种近似解,建立了热流方程模拟的有限元分析模型,分别针对滑流、挤压和穿孔对气膜阻尼的影响进行了有限元模拟仿真及讨论,并与近似的理论结果进行对比,结果表明:滑流效应对压膜特性影响较大;增大孔径可以减小气膜阻尼和刚度系数,减小压膜阻尼对MEMS微结构的影响。 展开更多
关键词 微机电系统 压膜阻尼 滑流 穿孔
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人体胃肠道窥视微机电系统设计与研制 被引量：14
11
作者 陈英俊 李洁 黄平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期892-895,共4页
通过理论和实验研究,详细分析了窥视微机电系统在人体胃肠道内工作所需要考虑的问题。对窥视微机电系统涉及的光学、图像、发射、控制和电源等关键技术进行了分析和设计。根据设计得到的参数和实际条件,通过利用磁控开关,研制出了定位... 通过理论和实验研究,详细分析了窥视微机电系统在人体胃肠道内工作所需要考虑的问题。对窥视微机电系统涉及的光学、图像、发射、控制和电源等关键技术进行了分析和设计。根据设计得到的参数和实际条件,通过利用磁控开关,研制出了定位在线控制采样的、可获取静态或动态影像的整个人体胃肠道内窥视系统。该系统在实验室条件下采集的图像表明,设计方案是可行的。 展开更多
关键词 微机电系统 胶囊式 在线控制 胃肠道 内窥镜
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微机电系统集成设计方法与实现技术 被引量：11
12
作者 常洪龙 苑伟政 马炳和 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期916-920,共5页
针对微机电系统设计所存在的多学科交叉、周期长等问题 ,提出自顶向下设计与自底向上修正的双向微机电系统集成设计方法 ,将设计流程分为系统级、器件级和工艺级三个阶层 ;以微惯性器件为典型对象研究了各阶层的关键实现技术 ,并在此基... 针对微机电系统设计所存在的多学科交叉、周期长等问题 ,提出自顶向下设计与自底向上修正的双向微机电系统集成设计方法 ,将设计流程分为系统级、器件级和工艺级三个阶层 ;以微惯性器件为典型对象研究了各阶层的关键实现技术 ,并在此基础上构建微机电系统集成设计平台 ;所进行的硅微加速度计设计实例说明平台的设计流程可行 ,同时平台所具有的系统级。 展开更多
关键词 微机电系统 集成设计 设计平台 系统级 器件级 工艺级
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微机电系统的现状与展望 被引量：16
13
作者 陆敬予 张飞虎 张勇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第2期1-3,7,共4页
在过去20多年中,微机电系统(MEMS)已经从早期的技术开发、设备探索和实验室研究的阶段发展到当前的实际应用阶段,并逐渐扩展到许多新的研究和探索领域,MEMS已经成为21世纪最具潜力的研究领域之一。对MEMS进行了简要的介绍,包括MEMS应用,... 在过去20多年中,微机电系统(MEMS)已经从早期的技术开发、设备探索和实验室研究的阶段发展到当前的实际应用阶段,并逐渐扩展到许多新的研究和探索领域,MEMS已经成为21世纪最具潜力的研究领域之一。对MEMS进行了简要的介绍,包括MEMS应用,MEMS的市场情况,以及3种主要的MEMS微制造技术,即体微制造、面微制造和LIGA技术。最后,提出了MEMS将来研究和发展的趋势。 展开更多
关键词 微机电系统 微细加工 展望
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小口径榴弹引信微机电安全系统设计与仿真方法 被引量：9
14
作者 景华 牛兰杰 宋永强 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期129-132,共4页
微机电安全系统是实现引信小型化的关键技术之一。阐述了一种基于微机电技术的安全系统构造与作用原理,并选取安全系统的典型机构进行方案设计、仿真和分析,对微机电安全系统的设计流程和设计方法进行初步探索。仿真结果表明,阻尼延迟... 微机电安全系统是实现引信小型化的关键技术之一。阐述了一种基于微机电技术的安全系统构造与作用原理,并选取安全系统的典型机构进行方案设计、仿真和分析,对微机电安全系统的设计流程和设计方法进行初步探索。仿真结果表明,阻尼延迟后坐保险机构可以区分勤务处理和发射时的环境,提高引信的安全性。 展开更多
关键词 微机电 引信 安全系统
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微机电系统科学与技术发展趋势 被引量：32
15
作者 王立鼎 刘冲 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期505-508,共4页
阐明了微机电系统 (MEMS)的学科内涵与应用范畴 .着重介绍了国外MEMS的研究情况 .研究表明微尺度下一些物理现象与宏观世界的存在差别 ;论述了LIGA加工、刻蚀技术等微制造技术 .总结了国内的研究工作 ,给出了我国在基础理论、材料、工... 阐明了微机电系统 (MEMS)的学科内涵与应用范畴 .着重介绍了国外MEMS的研究情况 .研究表明微尺度下一些物理现象与宏观世界的存在差别 ;论述了LIGA加工、刻蚀技术等微制造技术 .总结了国内的研究工作 ,给出了我国在基础理论、材料、工艺、元器件、测试及微系统等方面的研究情况 ,并提出发展我国微机电系统的几点建议 . 展开更多
关键词 传感器 微机电系统 微制造技术
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胶囊式胃肠道取样微机电系统的设计研究 被引量：10
16
作者 王亚珍 朱文坚 黄平 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第5期16-18,共3页
介绍一种胶囊式胃肠道取样微机电系统的设计模型和控制电路的设计 ,它将实现在人体胃肠道内无创取样 。
关键词 胶囊式 取样 微机电系统
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微机电系统径向气体轴承特性研究 被引量：10
17
作者 周健斌 孟光 张文明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期30-33,共4页
充分考虑气体滑流边界条件的影响,结合硬球分子模型,提出一种可变温度二阶滑流修正Reynolds方程,并运用Newton-Kantorovich法(NKM)分析微机电系统(MEMS)径向气体轴承的特性,结果表明,微气体轴承与传统气体轴承相比,其承载能力有所降低;... 充分考虑气体滑流边界条件的影响,结合硬球分子模型,提出一种可变温度二阶滑流修正Reynolds方程,并运用Newton-Kantorovich法(NKM)分析微机电系统(MEMS)径向气体轴承的特性,结果表明,微气体轴承与传统气体轴承相比,其承载能力有所降低;在大偏心率条件下,随着温度的升高,工作气体粘度及其分子平均自由程增大,使微气体轴承的承载能力进一步降低;针对微旋转机械转速高、长径比小等特点,讨论了转子转速、长径比及温度对径向微气体轴承特性的影响。 展开更多
关键词 微机电系统 微气体轴承 Newton-Kantorovich方法 静态特性
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体内胶囊式药物释放微机电系统机构设计研究 被引量：12
18
作者 梁浩 朱文坚 黄平 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期19-21,共3页
提出一种新型的胶囊式药物释放微机电系统的设计模型。该系统以实现药物在人体内定时、定位释放为主要目的。探讨该系统的机构和控制电路设计中的一些关键技术和难点。
关键词 胶囊 药物释放 微机电系统
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微机电系统的研究与分析 被引量：5
19
作者 沈桂芬 张宏庆 +4 位作者 韩宇 范军 付世 丁德宏 姚朋军 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第1期168-171,共4页
详细介绍了微机械电子系统的内涵。内容包括微型传感器、微型执行器等研究领域 .还介绍了微机械电子系统加工工艺 ,阐明了其涉及的科学技术问题 ,对信息MEMS用途及发展趋势做了较详尽的讨论。
关键词 微机电系统 微型传感器 微型执行器 MEMS
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微机电系统用压电驱动器的发展及应用 被引量：6
20
作者 张东华 陈维山 +1 位作者 刘军芳 陈在礼 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期1023-1025,共3页
微驱动器是微机电系统运行的关键,压电驱动器作为新的驱动元件在这一领域迅速发展起来。它具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单。本文介绍了微机电系统、压电驱动器的概念,并对国外微机电系统中压电驱动器的发展及应... 微驱动器是微机电系统运行的关键,压电驱动器作为新的驱动元件在这一领域迅速发展起来。它具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力,并且控制方法简单。本文介绍了微机电系统、压电驱动器的概念,并对国外微机电系统中压电驱动器的发展及应用情况进行了详细、全面的介绍,同时指出了压电驱动器研究领域需深入探讨的关键技术。 展开更多
关键词 微机电系统 微驱动器 压电陶瓷 压电驱动器
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