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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
1
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 压电薄膜 微机电系统(mems) 声接收器
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基于MEMS和无线通信的余震流动监测预警系统 被引量：1
2
作者 周浩 朱景宝 +1 位作者 宋晋东 李山有 《世界地震工程》 北大核心 2025年第1期133-144,共12页
余震作为地震后的主要次生灾害,对救援人员和受灾区域的安全构成严重威胁。为了有效监测余震活动并为救援行动提供及时信息,针对缺乏公共网络支持、需要高度机动性和适应复杂环境的监测背景,构建了一种基于MEMS(Micro-Electro-Mechanica... 余震作为地震后的主要次生灾害,对救援人员和受灾区域的安全构成严重威胁。为了有效监测余震活动并为救援行动提供及时信息,针对缺乏公共网络支持、需要高度机动性和适应复杂环境的监测背景,构建了一种基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)传感器和无线通信技术的余震流动监测预警系统。该系统通过临时部署可移动的余震流动监测单元,实时采集和分析地震数据,增强对地震活动的监测、分析和预警能力。硬件设计方面,系统采用了高精度MEMS三轴加速度传感器作为地震数据采集端,通过24位模数转换芯片将模拟信号转换为数字信号,并利用单片机进行数据处理,使用本地存储和终端存储确保数据的安全性,使用无线通信技术将地震波形数据传输到余震监测中心。软件设计方面,系统嵌入支持向量机现地地震动峰值预测模型,以实现对现地地震动峰值的预测。系统测试结果表明:余震流动监测预警系统能够有效采集地震加速度数据,并准确预测地震动峰值,发出可靠警报。通过测试,系统显示出在余震监测预警中的准确性、时效性与可靠性,对于指导救援行动和保证救援安全具有重要的实际意义。 展开更多
关键词 余震监测 流动监测 mems传感器 无线通信技术 机器学习
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MEMS传感器胶接工艺模型与优化
3
作者 姚中洋 梁璞 +3 位作者 孙国良 叶坤 张习文 姜潮 《机械设计》 北大核心 2025年第6期7-15,共9页
胶接作为MEMS传感器装配制造过程中关键步骤之一,其工艺参数对产品性能具有重要影响,但其工艺模型及影响机制目前仍不明晰。针对这一问题,文中以MEMS梳齿式加速度传感器为研究对象,建立了传感器封装过程所涉及的环氧胶本体、粘胶硅片模... 胶接作为MEMS传感器装配制造过程中关键步骤之一,其工艺参数对产品性能具有重要影响,但其工艺模型及影响机制目前仍不明晰。针对这一问题,文中以MEMS梳齿式加速度传感器为研究对象,建立了传感器封装过程所涉及的环氧胶本体、粘胶硅片模型,开展了考虑胶接工艺误差的数值仿真建模与样件试验。在此基础上阐明了工艺参数对胶接结构变形的影响规律,并对胶接工艺进行了改进;结合仿真分析与物理试验测试验证,进一步提出了一种工程化的胶接工艺优化方案。实测结果表明:采用优化后的胶接工艺生产的MEMS加速度传感器的温度系数相比于原胶接工艺明显减小,显著减小了温度的影响,提升了器件可靠性。 展开更多
关键词 mems传感器 胶接工艺 封装建模 黏弹性 温度系数
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可调谐MEMS-VCSEL微桥梁制备及其应力的影响
4
作者 朱鲁江 孙玉润 +2 位作者 张琪 于淑珍 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期589-594,共6页
针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐... 针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐蚀横向刻蚀过多,还可以提高Ge和底部电极Ti的刻蚀比。通过XeF_(2)气体干法刻蚀去除剩余的Ge以释放微桥梁结构,避免湿法腐蚀释放造成的微桥梁结构与衬底粘附问题,测试结果表明XeF_(2)横向腐蚀Ge的速率高达150μm/min。此外,选用SiNx介质作为微桥梁结构层,并通过优化等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺条件调控薄膜应力为低张应力,解决了残余应力导致的微桥梁结构弯曲和断裂问题,制备了平直的悬空微桥梁结构。 展开更多
关键词 微电子机械系统(mems) 微桥梁结构 Ge刻蚀 XeF_(2)干法刻蚀 残余应力
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静电MEMS微镜的谐振振幅对品质因子影响的研究
5
作者 李智源 彭安杰 +2 位作者 陈真 黎永前 乔大勇 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第8期54-58,共5页
静电MEMS微镜的最大扫描角度受到各种能量耗散的制约,在大气环境中,空气阻尼是MEMS微镜能量耗散的主要途径,因此对MEMS微镜的空气阻尼特性进行研究对于扫描角度的优化以及复杂动力学显得尤为重要。利用位置敏感探测器(PSD)对MEMS微镜在... 静电MEMS微镜的最大扫描角度受到各种能量耗散的制约,在大气环境中,空气阻尼是MEMS微镜能量耗散的主要途径,因此对MEMS微镜的空气阻尼特性进行研究对于扫描角度的优化以及复杂动力学显得尤为重要。利用位置敏感探测器(PSD)对MEMS微镜在空气中的自由衰减振动曲线进行了测量,从实验上获取了MEMS微镜的品质因子与振幅的关系。同时,利用瞬态的三维Navier-Stokes模型对扭转振动的MEMS微镜与周围空气的相互作用进行了模拟,计算得到了微镜在不同振幅下的品质因子。实验与仿真结果表明:MEMS微镜的品质因子随着振幅的增大而减小,因此MEMS微镜中的空气阻尼系数是随振幅增大而增大的,对MEMS微镜进行理论建模以及动力学分析中应该考虑不同振幅下阻尼系数的变化带来的影响。 展开更多
关键词 mems微镜 空气阻尼 品质因子 非线性阻尼
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MEMS高温压力传感器复合金属层可靠性研究
6
作者 杜康乐 雷程 +3 位作者 梁庭 肖楚译 王旦旦 罗后明 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期22-27,共6页
为解决MEMS压力传感器因复合金属层形貌翘曲导致高温失效分析后出现失效的问题,文中提出了3种制备复合金属层的工艺方法,经过逐步模拟键合过程,观察每增加一步工艺对应复合金属层的形貌,通过场发射扫描电子显微镜观察复合金属层的形貌,... 为解决MEMS压力传感器因复合金属层形貌翘曲导致高温失效分析后出现失效的问题,文中提出了3种制备复合金属层的工艺方法,经过逐步模拟键合过程,观察每增加一步工艺对应复合金属层的形貌,通过场发射扫描电子显微镜观察复合金属层的形貌,最后在300℃、保持100 h高温条件下验证传感器的可靠性。采用常温溅射—光刻图形—IBE刻蚀制备出的复合金属层形貌完整且分层明显,模拟键合实验后复合金属层依然未出现翘曲现象,经300℃高温考核后,传感器零位输出稳定在4.5 mV左右,零点漂移为0.906%,时漂约为7.76μV/h,验证了该方案在高温失效分析下的可行性。 展开更多
关键词 mems压力传感器 复合金属层 翘曲 高温考核 模拟键合过程 常温溅射
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基于硅基的MEMS惯性开关设计与仿真
7
作者 卢晓曼 王瑞 +2 位作者 雷程 余建刚 梁庭 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期52-57,共6页
为了降低压膜气体阻尼对惯性开关响应时间的影响,基于硅基设计了一种MEMS惯性开关传感器,通过分析传感器悬臂梁尺寸对传感器最大位移及固有频率的影响和不同尺寸固支结构在100 g载荷的作用下的变形量,确定了惯性开关传感器的具体结构尺... 为了降低压膜气体阻尼对惯性开关响应时间的影响,基于硅基设计了一种MEMS惯性开关传感器,通过分析传感器悬臂梁尺寸对传感器最大位移及固有频率的影响和不同尺寸固支结构在100 g载荷的作用下的变形量,确定了惯性开关传感器的具体结构尺寸,悬臂梁的尺寸为1000μm×200μm×40μm,固支结构的宽度为600μm。通过3层键合抽真空工艺降低环境气压,通过COMSOL仿真分析环境气压对开关响应时间的影响,确定随着环境气压减小,开关响应时间减小,结合工艺参数,确定环境气压为50 Pa,仿真分析响应时间为154.4μs,相较于大气压响应时间降低了8.4%。 展开更多
关键词 mems惯性开关 3层键合 压膜气体阻尼 COMSOL有限元仿真 响应时间
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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
8
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 电热驱动器 温度特性 对流换热 电-热-流-固 微机电系统(mems)
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基于MEMS电容的U波段频率可重构天线
9
作者 翟雷应 叶佩倩 南敬昌 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期82-85,89,共5页
为满足5G通信的需求,微波系统对U波段天线提出了宽频带、可重构、低损耗、高速调制的要求。为此,本文提出了一种应用于U波段频率连续调谐的可重构天线。利用同轴馈电微带贴片天线理论,加载U形缝隙展宽天线带宽。通过集成射频(RF)MEMS电... 为满足5G通信的需求,微波系统对U波段天线提出了宽频带、可重构、低损耗、高速调制的要求。为此,本文提出了一种应用于U波段频率连续调谐的可重构天线。利用同轴馈电微带贴片天线理论,加载U形缝隙展宽天线带宽。通过集成射频(RF)MEMS电容构建频率连续调谐的可重构天线,采用RF MEMS开关对带宽优化调制。HFSS仿真结果表明,天线的阻抗带宽为8.7 GHz,相对带宽为19.7%,回波损耗为-66 dB,增益为6.4 dB。相关研究为U波段微波通信系统提供了结构紧凑,频带调制范围宽,调制速度快的高性能可重构天线。 展开更多
关键词 可重构天线 宽频带 mems电容 U波段
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基于MEMS传感器的基坑土体变形监测试验研究与应用
10
作者 顾正浩 虞洪 +3 位作者 王风栋 吕鑫龙 邱俊 陈晓斌 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期165-168,共4页
基于MEMS传感器技术,提出了一种基坑开挖变形监测系统。介绍了系统工作的基本原理和位移变形监测的计算方法。通过自行设计的试验装置,对该系统的误差进行试验校核,试验模型试验的误差在3 mm以下。依托湖州某地区深基坑工程,将该系统应... 基于MEMS传感器技术,提出了一种基坑开挖变形监测系统。介绍了系统工作的基本原理和位移变形监测的计算方法。通过自行设计的试验装置,对该系统的误差进行试验校核,试验模型试验的误差在3 mm以下。依托湖州某地区深基坑工程,将该系统应用于该基坑开挖过程当中的土体变形监测,监测结果表明:测量精度可以满足基坑变形监测的需求。 展开更多
关键词 mems传感器 倾角传感器 基坑变形监测
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MEMS振镜式结构光三维重建综述
11
作者 韩民 张琛萍 +1 位作者 张宗华 李星辉 《光学精密工程》 北大核心 2025年第7期1065-1090,共26页
结构光三维重建是智能系统感知三维现实世界的上游环节,在工业检测、智能制造、生物医药、智能机器人视觉引导、虚拟现实、具身智能等未来产业展现出很大的应用潜力。本文总结了常见的条纹投影技术,重点分析了当下主流的DLP条纹投影技... 结构光三维重建是智能系统感知三维现实世界的上游环节,在工业检测、智能制造、生物医药、智能机器人视觉引导、虚拟现实、具身智能等未来产业展现出很大的应用潜力。本文总结了常见的条纹投影技术,重点分析了当下主流的DLP条纹投影技术和新型MEMS振镜式条纹投影技术,并从工作原理、性能指标及特点等维度进行综合性对比,展示出MEMS振镜式结构光技术的发展潜力。针对MEMS结构光的非逆反相机特性导致的标定困难问题,总结了专门适配MEMS结构光系统的具有物理可解释的标定模型。不同于DLP结构光技术,采用激光束扫描方式的MEMS结构光具有独特的误差源,对MEMS结构光系统的特有误差源进行了总结和分析,为进一步提高其测量精度指明方向。最后,介绍了结构光的具体应用,并展望了MEMS结构光的未来发展趋势。 展开更多
关键词 结构光 三维重建 mems振镜式 条纹投影轮廓术 误差源 系统标定
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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
12
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 微机电系统(mems)振子非线性振动 分岔 吸合 边缘效应
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MEMS环形谐振陀螺驱动模态控制方法研究
13
作者 寇志伟 崔啸鸣 +2 位作者 尹煜 李娜 齐咏生 《电子测量技术》 北大核心 2025年第12期42-48,共7页
为了有效控制微机电环形谐振陀螺驱动模态的工作状态,提高驱动幅值的稳定性能与谐振频率的实时跟踪性能,本文提出了一种基于相位控制与自动增益控制的驱动模态闭环控制方案。首先,基于环形谐振陀螺的动力学特性与机电接口特点,设计了对... 为了有效控制微机电环形谐振陀螺驱动模态的工作状态,提高驱动幅值的稳定性能与谐振频率的实时跟踪性能,本文提出了一种基于相位控制与自动增益控制的驱动模态闭环控制方案。首先,基于环形谐振陀螺的动力学特性与机电接口特点,设计了对称静电驱动-差动电容敏感的机电接口,提出了基于相位控制与自动增益控制的闭环驱动控制方案;其次,构建了闭环驱动控制方案的机电耦合仿真模型,对驱动模态的自激振荡控制、幅值稳定性与频率跟踪状态进行了仿真,验证了系统的动态性能。最后,基于上述方案设计了驱动模态闭环控制电路,实验测试了电路性能。实验结果表明,该电路的驱动激励信号频率能够很好的跟踪陀螺驱动模态谐振频率的变化;在-40℃~60℃温度环境内变化时,驱动检测电压变化范围低于5.08%,幅值随温度的相对变化率小于0.059%,符合全温区稳幅驱动的要求。 展开更多
关键词 微机电 环形谐振陀螺 驱动模态 闭环控制 相位控制
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MEMS悬空结构上纳米材料的EHD打印工艺优化研究
14
作者 林鑫烨 刘亚东 +3 位作者 姚冠宇 吴昊 唐祯安 余隽 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第1期14-19,共6页
电流体动力学(EHD)打印具有非接触、精度高和材料选择灵活等优点,可应用于MEMS悬空结构上沉积各种纳米材料从而实现传感器微型化。以悬空微热板上打印气敏薄膜为研究对象,采用高速摄像机对EHD打印进行实验观测,结合有限元仿真进行墨水... 电流体动力学(EHD)打印具有非接触、精度高和材料选择灵活等优点,可应用于MEMS悬空结构上沉积各种纳米材料从而实现传感器微型化。以悬空微热板上打印气敏薄膜为研究对象,采用高速摄像机对EHD打印进行实验观测,结合有限元仿真进行墨水受力分析,研究了微滴和锥射流2种稳定的EHD打印模式的形成过程,通过将悬空的MEMS桥式结构纳入EHD打印仿真模型中,分析了MEMS悬空结构对EHD打印效果的影响。根据研究结果优化打印工艺参数,实现了SnO 2纳米气敏材料在微热板阵列上的批量化EHD打印,打印稳定性好,纳米材料分布均匀。 展开更多
关键词 电流体动力学打印 纳米材料 微机电系统 悬空结构 有限元仿真
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可切换/可调谐MEMS谐振器综述 被引量：1
15
作者 陈辉 袁泉 +1 位作者 张雨欣 吴语萱 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第1期6-10,16,共6页
多频段、多模式通信系统需要高精度、多频率可调、稳定可靠的时钟器件作为系统的频率参考源,这类器件直接影响了无线通信的整体性能。MEMS谐振器作为时钟器件应用于通信技术,具有高可靠性、高稳定性、低功耗等优点,特别是可调谐MEMS谐... 多频段、多模式通信系统需要高精度、多频率可调、稳定可靠的时钟器件作为系统的频率参考源,这类器件直接影响了无线通信的整体性能。MEMS谐振器作为时钟器件应用于通信技术,具有高可靠性、高稳定性、低功耗等优点,特别是可调谐MEMS谐振器在具备单频谐振器的特点之外,还具有多频率、多模态可切换的特点。此外,谐振器还能够用于制作多波段滤波器、传感器、开关等器件,在射频(RF)通信、无线传感等领域中起到重要作用。综述了MEMS谐振器调谐工作的主要原理,介绍了4种主要的调谐机理以及对应的研究成果,根据其工作方式的不同,对4种调谐机理的优缺点进行分析,最后阐述了目前可调谐MEMS谐振器的主要应用领域。 展开更多
关键词 频率可切换/可调谐 谐振器 调谐机制 微机电系统
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基于杠杆制造误差的MEMS谐振加速度计非线性研究
16
作者 李蓉 赵文胜 +2 位作者 邓权明 何江波 周吴 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期11-14,19,共5页
为提高MEMS谐振加速度计的线性度,考虑杠杆制造误差,研究了MEMS谐振加速度计的非线性误差。介绍了MEMS谐振加速度计的工作原理,分析利用有限元仿真计算传统四杠杆MEMS谐振加速度计的非线性误差,相比于无制造误差的理想状态,0.6μm制造... 为提高MEMS谐振加速度计的线性度,考虑杠杆制造误差,研究了MEMS谐振加速度计的非线性误差。介绍了MEMS谐振加速度计的工作原理,分析利用有限元仿真计算传统四杠杆MEMS谐振加速度计的非线性误差,相比于无制造误差的理想状态,0.6μm制造误差使非线性误差从1.46%增加到2.37%,其主要原因是制造误差使杠杆的支撑梁和输出梁产生不对称。为减小制造误差对谐振加速度计非线性的影响,提出设计一种双杠杆MEMS谐振加速度计,并且仿真计算制造误差对其非线性误差的影响。计算结果表明:相比于四杠杆结构,在0.6μm制造误差的作用下,双杠杆MEMS谐振加速度计的非线性误差降低到1.72%,因此,双杠杆结构能有效降低MEMS谐振加速度计的非线性。 展开更多
关键词 mems谐振加速度计 杠杆 制造误差 非线性误差
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材料释气对MEMS真空封装腔内压强影响的研究
17
作者 朱春龙 阮彬 +2 位作者 黄钦文 郭辉辉 李金桐 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期32-36,共5页
真空封装技术对MEMS的制备至关重要。由于其内部腔体较小,使得该腔内压强的测量成为了业界公认的难题。因此,本文根据扩散理论建立了简化的真空腔封装结构的材料释气模型,并且提出了通过测量MEMS的品质因子间接表征出腔内的气压变化的... 真空封装技术对MEMS的制备至关重要。由于其内部腔体较小,使得该腔内压强的测量成为了业界公认的难题。因此,本文根据扩散理论建立了简化的真空腔封装结构的材料释气模型,并且提出了通过测量MEMS的品质因子间接表征出腔内的气压变化的方法。从以下3个方面验证了提出方法的有效性和准确性。首先,建立MEMS真空腔内材料释气的理论推导;然后,分别采用硅和铜作为MEMS的封装材料,在不同初始封装气压和温度下,获取仅氢气的扩散解吸对腔体内部压强的仿真值;最后,搭建了真空封装MEMS陀螺仪真空度加速退化实验平台,并将实验值并与仿真值进行对比。对比结果表明,本文提出的MEMS内部腔内的气压退化表征方法具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 mems真空封装 材料释气 扩散解吸 加速退化
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压电式MEMS水听器振膜结构的幅频特性检测研究
18
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 微机电系统(mems) 压电水听器 振膜结构 数字全息显微镜 幅频特性
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基于微热流传感器的MEMS振速型矢量水听器
19
作者 刘焕颖 郭世旭 赵鹏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期20-27,共8页
文中设计了一种基于微热流原理的振速型MEMS矢量水听器,通过建立敏感单元和水听器封装结构的有限元仿真模型,对敏感单元关键参数和封装结构进行优化设计,开展了一维振速型MEMS水听器研制及测试工作。测试结果表明其在30~400 Hz低频段内... 文中设计了一种基于微热流原理的振速型MEMS矢量水听器,通过建立敏感单元和水听器封装结构的有限元仿真模型,对敏感单元关键参数和封装结构进行优化设计,开展了一维振速型MEMS水听器研制及测试工作。测试结果表明其在30~400 Hz低频段内,有平坦的灵敏度响应,灵敏度为-191.1 dB±2.5 dB(内置前置放大器增益为40 dB),其具有与频率无关的“8”字指向性,在可用频段内,横向抑制比大于34.2 dB。该传感器体积小,低频特性好,无需弹性悬挂安装,可刚性固定。 展开更多
关键词 热流传感器 水下应用 mems矢量水听器
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非正交MEMS陀螺阵列配置优化方法
20
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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