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MEMS悬空结构上纳米材料的EHD打印工艺优化研究
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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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MEMS电热驱动器多场耦合模型及温度特性
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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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一种高品质因子模态局域化MEMS电场传感器
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作者 王贵杰 储昭志 +5 位作者 杨鹏飞 冉莉芳 彭春荣 李建华 张波 闻小龙 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第6期2015-2022,共8页
高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件,模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能,是电场传感器的重要发展方向。然而,基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象,难以读取有效振幅信息... 高性能微机电系统电场传感器是大气电场及非接触电压测量的核心部件,模态局域化效应可显著提升传感器的分辨力等性能,是电场传感器的重要发展方向。然而,基于弱耦合的谐振系统在品质因子较低时会出现模态混叠现象,难以读取有效振幅信息。该文提出一种高品质因子的新型模态局域化MEMS电场传感结构,采用双端音叉设计和T形系绳固定锚点的结构以减少能量损耗,实现了高品质因子和高分辨力,有效避免了模态混叠现象。对该结构进行了理论分析和数值模拟,制备了传感器原理样机,在10-3Pa气压下对传感器进行了性能测试。测试结果表明,在0~90 kV/m电场强度范围内,电场传感器分辨力达32(V/m)/√Hz,品质因子达42423。 展开更多
关键词 模态局域化 微机电系统 电场传感器 高品质因子 T形系绳 双端音叉
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集成柔性撑鼻器的双通路可穿戴MEMS呼吸监测微系统
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作者 赵文浒 王嘉祥 +3 位作者 胡致远 苏开明 李铁 杨卓青 《电子学报》 北大核心 2025年第3期790-799,共10页
呼吸作为维持生命的关键生理过程,与呼吸暂停、哮喘等多种呼吸系统疾病密切相关.为了满足日益增长的健康监测需求,本文创新性地提出了一种集成柔性撑鼻器的双通路可穿戴MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)呼吸监测微系统.该微系统... 呼吸作为维持生命的关键生理过程,与呼吸暂停、哮喘等多种呼吸系统疾病密切相关.为了满足日益增长的健康监测需求,本文创新性地提出了一种集成柔性撑鼻器的双通路可穿戴MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)呼吸监测微系统.该微系统集成了柔性撑鼻器、呼吸传感器和信号处理模块,能够持续实时监测鼻腔内气流.传感器的敏感单元采用折叠式金属电阻结构,通过平面MEMS技术沉积在玻璃基底上,基于热阻效应,实现信号测量.传感器嵌入柔性撑鼻器后,可同时监测鼻腔内左右两侧的呼吸信号,尤其适合长时间连续监测.通过信号模拟及性能测试,结果表明该传感器在灵敏度、响应速度和抗干扰能力上表现出色,并且在模拟呼吸暂停和哮喘等疾病的测试中,传感器能够准确区分正常与异常的呼吸信号,可用于进一步分析各种呼吸疾病.基于此,本文开发了一种集成柔性撑鼻器的双通路可穿戴MEMS呼吸监测装置,旨在实现连续、实时且长时间的呼吸监测,特别适用于睡眠期间的异常呼吸筛查与健康监控.此外,该系统还能捕捉人体鼻周期的变化信息,为深入分析呼吸模式和生理节律提供了新的数据维度,展现了在长期健康管理中的潜在应用价值. 展开更多
关键词 呼吸监测 微机电系统 可穿戴设备 热阻效应 呼吸疾病 呼吸传感器
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用于矢量水听器的应力集中MEMS敏感单元仿真研究
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作者 肖邦 赵荣荣 殷忆昕 《声学技术》 北大核心 2025年第2期302-308,共7页
敏感单元作为同振式矢量水听器的核心元件,其小型化将有助于水听器整体体积和质量的减小。采用微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)结构是实现敏感单元小型化的有效途径。文章针对一种应力集中的MEMS敏感单元进行仿真研究... 敏感单元作为同振式矢量水听器的核心元件,其小型化将有助于水听器整体体积和质量的减小。采用微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)结构是实现敏感单元小型化的有效途径。文章针对一种应力集中的MEMS敏感单元进行仿真研究。在质量块-梯形悬臂梁结构基础上,将单梯形悬臂梁改进为双梯形悬臂梁。同时,在悬臂梁近固定端处厚度方向刻蚀凹槽,进一步提高梁上压电层的局部应力。通过有限元仿真,对比三种不同结构敏感单元对应矢量水听器模型的灵敏度频域响应性能,并从梁上应力分布角度对性能差异进行分析。研究发现,相较于单梯形梁,双梯形悬臂梁结构水听器灵敏度提升7.7 dB。此外,增加悬臂梁厚度且在悬臂梁根部刻蚀凹槽,使得对应水听器灵敏度和带宽均得到改善。悬臂梁厚度为80μm、根部凹槽深度为40μm、宽度为100μm的双梯形悬臂梁对应矢量水听器的谐振频率为1496.8 Hz,在频率为630 Hz、参考值为1 V·(μPa)-1时,灵敏度为-210.8 dB。 展开更多
关键词 矢量水听器 敏感单元 悬臂梁 应力集中 仿真分析 微机电系统
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新型MEMS-IMU/Wi-Fi组合室内行人定位算法
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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 微机电惯性测量器件 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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用于MEMS微镜激光跟瞄的扩角镜头研究
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作者 张鹏程 汪洋 +7 位作者 李安娜 黄昊 张程 张家昌 张永贵 王栎皓 刘艺晨 武震宇 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期120-130,共11页
MEMS微镜是小型化激光跟瞄系统的关键组件。系统通过控制MEMS微镜使激光偏转,并由光电探测器收集信号,可以实现对目标的稳定跟踪和瞄准。然而MEMS准静态微镜的扫描视场角较小,这限制了对目标的大视场跟踪能力。为了解决MEMS微镜扫描视... MEMS微镜是小型化激光跟瞄系统的关键组件。系统通过控制MEMS微镜使激光偏转,并由光电探测器收集信号,可以实现对目标的稳定跟踪和瞄准。然而MEMS准静态微镜的扫描视场角较小,这限制了对目标的大视场跟踪能力。为了解决MEMS微镜扫描视场较小的问题,基于伽利略扩角光路,针对小型化、后扫描光路、易加工等需求,设计了一款小型化跟瞄扩角镜头。首先,采用光束发散角和高斯拟合误差等指标,结合光束质量分析仪,对比了激光在扩角前后的光束质量,分析了扩角镜头对光束质量的影响;其次,基于搭建的扩角镜头表征装置,对比理论计算与仿真模型,分析了扩角结果;最后,结合MEMS准静态微镜和扩角镜头,对比了扩角前后的激光扫描图案。实验结果表明:设计的扩角镜头具有约2.88倍的扩角放大率,扩角线性度小于0.7%,且扩角前后激光光束质量无明显变化,扩角后发散全角控制在2 mrad以内。该项研究成果有助于推动小型化MEMS微镜激光跟踪瞄准系统的性能提升。 展开更多
关键词 压电微镜 微机电系统技术 激光跟踪瞄准 扩角镜头 伽利略光路
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MEMS传感器异质材料键合界面的可靠性分析
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作者 袁婷 许高斌 +2 位作者 关存贺 马渊明 冯建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期469-474,共6页
微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的制备会涉及多种材料的键合,键合过程中不同材料之间由于热膨胀系数不同而产生各种内部应力,当应力大于键合强度时,材料分层从而导致器件失效。为了明确异质材料间微观应力对... 微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的制备会涉及多种材料的键合,键合过程中不同材料之间由于热膨胀系数不同而产生各种内部应力,当应力大于键合强度时,材料分层从而导致器件失效。为了明确异质材料间微观应力对器件可靠性的影响,文章考虑材料的热膨胀系数和温度影响下的杨氏模量,利用COMSOL仿真获得的应力数据建立异质材料间的键合界面应力在不同温度、热膨胀系数和杨氏模量3种因素共同影响下的理论数学模型;并针对MEMS传感器中的硅-玻璃键合界面,基于相关键合强度数据,结合蒙特卡洛方法和应力强度干涉模型计算得到异质材料键合界面的可靠度。结果显示,异质材料键合界面的可靠度为0.992108,表明在服从韦布尔分布下的温度产生的应力不足以引起材料失效,此时器件的稳定性和可靠性较高,验证了所建模型的正确性和实用性,实现了对MEMS传感器退化行为的建模及预测。 展开更多
关键词 微机电系统(mems)传感器 异质材料 键合界面 热应力 可靠性
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高谐振频率梳齿轴对称结构的MEMS扫描镜
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作者 王峰 许高斌 +2 位作者 尹盛华 季旭 冯建国 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第1期21-28,共8页
针对静电驱动MEMS扫描镜存在谐振频率低、驱动电压较高等缺点,提出了一种具有高谐振频率、低驱动电压的二维MEMS扫描镜。该扫描镜采用轴对称分布的交错型垂直梳齿结构,通过对该器件进行了理论分析,建立了理论模型;利用COMSOL仿真软件对... 针对静电驱动MEMS扫描镜存在谐振频率低、驱动电压较高等缺点,提出了一种具有高谐振频率、低驱动电压的二维MEMS扫描镜。该扫描镜采用轴对称分布的交错型垂直梳齿结构,通过对该器件进行了理论分析,建立了理论模型;利用COMSOL仿真软件对扫描镜做静态和动态的分析验证,结果表明梳齿轴对称结构在偏转时能提供更大的驱动力矩,同时避免传统梳齿的不平衡运动带来的干扰;扫描镜在12 V和16 V的正弦波电压驱动下,快轴和慢轴的谐振频率分别为11657 Hz、6211.4 Hz,相对应的机械偏转角为5.9°、6.6°;此外,扫描镜的两轴谐振频率相差较大,能够有效抑制两种运动状态的相互干扰。最后设计一套适用于该器件的制备工艺。 展开更多
关键词 微机电系统 轴对称梳齿 二维扫描镜 静电驱动
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基于改进EMD和ARMA的MEMS陀螺仪随机误差补偿方法 被引量:3
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作者 曾鑫 先苏杰 +2 位作者 王康 司鹏 吴志林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3297-3306,共10页
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)陀螺仪的随机误差限制了其测量精度。为了降低MEMS陀螺仪的随机误差,提出一种基于改进的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和优化的自回归滑动平均(Autoregressive Movi... 微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)陀螺仪的随机误差限制了其测量精度。为了降低MEMS陀螺仪的随机误差,提出一种基于改进的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和优化的自回归滑动平均(Autoregressive Moving Average,ARMA)模型的方法。该方法在传统EMD的基础上,结合Hausdorff距离和累积标准化模态均值以提取信号中的噪声和趋势项,对剩余信号进行ARMA建模和滤波。采用沙猫群优化算法优化建模的定阶过程,采用改进的自适应滤波补偿随机误差。试验结果表明:相较于传统EMD和传统ARMA方法,新方法在静态试验中得到的均方根误差分别降低52.5%和34.4%,在动态试验中得到的均方根误差分别降低50%和32.35%;新方法有效抑制了随机误差,提升了MEMS陀螺仪的使用精度。 展开更多
关键词 微机电系统 陀螺仪 改进经验模态分解 时间序列建模 HAUSDORFF距离 自适应滤波
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基于改进LSTM网络的无人机MEMS-IMU零偏在线标定方法 被引量:2
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作者 程向红 吴昕怡 +1 位作者 刘丰宇 钟志伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期213-218,共6页
针对在卫星信号拒止、视觉系统退化场景中无人机MEMS-IMU零偏无法准确估计并补偿导致导航误差迅速发散的问题,提出一种基于改进长短时记忆(LSTM)网络的零偏在线标定方法。首先,为解决MEMS-IMU零偏数据非线性强、传统循环时间网络训练效... 针对在卫星信号拒止、视觉系统退化场景中无人机MEMS-IMU零偏无法准确估计并补偿导致导航误差迅速发散的问题,提出一种基于改进长短时记忆(LSTM)网络的零偏在线标定方法。首先,为解决MEMS-IMU零偏数据非线性强、传统循环时间网络训练效果差的问题,设计序列到序列的LSTM神经网络结构,引入教师强迫机制,提高了网络特征学习能力。然后,在导航过程中使用训练后的网络对MEMS-IMU零偏在线标定,补偿后的IMU量测与视觉信息联合优化,保证了导航定位精度。实验结果表明,在纯惯性导航实验中,所提方法的绝对位置误差比传统LSTM方法减小了6.5%;在EUROC数据集下进行的视觉惯性组合导航实验中,所提方法的平均绝对位置误差比传统LSTM方法减小了15%。 展开更多
关键词 无人机导航定位 微惯性测量单元 在线标定 长短时记忆神经网络
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基于微形变分析的电容式MEMS加速度计温漂误差精密估计方法
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作者 齐兵 程建华 +1 位作者 赵砚驰 汪籽粒 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2437-2445,共9页
针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构... 针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构建过程复杂繁琐的问题,提出基于微形变分析的CMA TDE精密补偿方法。首先,通过微形变分析内部结构精准溯源TDE,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)构建改进型TDE精密估计模型;其次,基于专家经验和模糊理论提出Expert-Fuzzy辅助决策下TDE估计模型辨识方法,为改进模型提供有效的构型指导;然后,设计升温试验测试CMA,构建传统模型和改进模型并通过对比其输出偏置稳定性评估TDE估计性能。实验结果表明,改进模型构建过程大大简化,补偿后CMA偏置稳定性提升约35%。本方法能够更加精准地估计TDE,有效解耦硅基材料的温度依赖性并提升CMA的环境适应性。 展开更多
关键词 微机电系统 温漂误差估计 微形变分析 Expert-Fuzzy辅助决策 径向基函数神经网络
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金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展 被引量:5
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作者 尹嘉琦 沈文锋 +3 位作者 吕大伍 赵京龙 胡鹏飞 宋伟杰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-43,共14页
随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的... 随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 气体传感器 金属氧化物半导体 微机电系统 传感器阵列 智能传感系统
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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
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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 微机电系统(mems) 电场传感器 压电驱动 COMSOL
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高频压电MEMS微镜设计与仿真
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作者 张浩 汪洋 武震宇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第2期76-80,共5页
阵列化微镜设计可以实现微镜的高频工作。本文采用将驱动器隐藏在六边形镜面下方的设计方案来实现微镜阵列单元的制备,减小了微镜尺寸。在镜面内部引入了柔性结构匀散应力,降低微镜应力断裂风险,提高了微镜的可靠性,采用六边形密排的方... 阵列化微镜设计可以实现微镜的高频工作。本文采用将驱动器隐藏在六边形镜面下方的设计方案来实现微镜阵列单元的制备,减小了微镜尺寸。在镜面内部引入了柔性结构匀散应力,降低微镜应力断裂风险,提高了微镜的可靠性,采用六边形密排的方式可以实现大于90%的占空比。所设计的微镜可以实现倾斜、偏转和活塞3种工作自由度,工作频率达到了23 000 Hz以上,共振偏转角度可以达到6.5°。对比传统的微镜阵列设计,本文设计提高了空间利用率和致动效率。 展开更多
关键词 微机电系统 压电驱动 微镜阵列 高频
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基于数字声音重建的静电MEMS扬声器设计 被引量:2
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作者 季旭 许高斌 +2 位作者 尹盛华 王峰 孙百川 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期941-949,共9页
针对目前基于数字声音重建技术的扬声器再现声音动态范围窄、失真严重的问题,设计了一种响应速度快、声学输出可线性相加的静电MEMS扬声器。该扬声器采用了包括双背板、悬臂梁和缓冲锥的复合式振膜结构,显著降低了扬声器的振膜刚度和提... 针对目前基于数字声音重建技术的扬声器再现声音动态范围窄、失真严重的问题,设计了一种响应速度快、声学输出可线性相加的静电MEMS扬声器。该扬声器采用了包括双背板、悬臂梁和缓冲锥的复合式振膜结构,显著降低了扬声器的振膜刚度和提高了振动自由度,从而优化了扬声器的工作效率并减少了响应时间。利用Comsol Multiphysics软件对扬声器进行几何结构参数优化和性能仿真,确定当扬声器的振膜厚度为1μm,振膜半径为110μm,电极/振膜比为40%,空腔高度为6μm时综合性能最优,结果证明该扬声器的声学响应时间低于23μs且声学输出满足线性相加,这表明该扬声器具有良好的声学响应,为实现数字声音重建提供良好技术支持。最后,基于MEMS加工工艺设计了静电MEMS扬声器的工艺流程。 展开更多
关键词 静电驱动 微机电系统 数字扬声器 数字声音重建 有限元建模
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MEMS传感器及其在引信高动态环境中的应用
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作者 相干 黄赜 +1 位作者 高宗 龙小武 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第4期95-100,共6页
当前在引信环境力敏感中,常使用高动态环境下过载作为一级动作要素,通常以惯性模块在过载加速度下的运动行程来作为一级动作使用,惯性模块受限于机械运动,在电气系统中不易集成、可测试性较差。针对以上问题提出并设计了一种基于微机电... 当前在引信环境力敏感中,常使用高动态环境下过载作为一级动作要素,通常以惯性模块在过载加速度下的运动行程来作为一级动作使用,惯性模块受限于机械运动,在电气系统中不易集成、可测试性较差。针对以上问题提出并设计了一种基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)传感器技术,实现引信高动态环境下的动作,介绍了MEMS过载识别系统原理、组成及功能、软件工作流程及地面试验验证情况。试验结果表明,该环境力识别方式适用范围广,可以显著提升引信系统设计灵活性,易于系统集成。 展开更多
关键词 引信 高动态 mems 滤波电路 过载
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Absorption Line Profile Recovery Based on TDLS and MEMS Micro-Mirror for Photoacoustic Gas Sensing
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作者 LI Li Norhana Arsad +3 位作者 George Stewart Deepak Uttamchandani Brian Culshaw WANG Yi-ding 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1814-1818,共5页
A novel and efficient absorption line recovery technique is presented.A micro-electromechanical systems(MEMS) mirror driven by an electrothermal actuator is used to generate laser intensity modulation through the mirr... A novel and efficient absorption line recovery technique is presented.A micro-electromechanical systems(MEMS) mirror driven by an electrothermal actuator is used to generate laser intensity modulation through the mirror reflection.Tunable diode laser spectroscopy(TDLS) and photoacoustic spectroscopy(PAS) are used to recover the target absorption line profile which is compared with the theoretical Voigt profile.The target gas is 0.01% acetylene(C2H2) in a nitrogen host gas.The laser diode wavelength is swept across the P17 absorption line of acetylene at 1 535.4 nm by a current ramp,and an erbium-doped fibre amplifier(EDFA) is used to enhance the optical intensity and increase the signal-to-noise ratio(SNR).A SNR of about 35 is obtained with 100 mW laser power from the EDFA.Good agreement is achieved between the experimental results and the theoretical simulation for the P17 absorption line profile. 展开更多
关键词 micro-electro-mechanical-systems(mems) Laser intensity modulation Absorption line profile recovery Tunable diode laser spectroscopy Photo-acoustic gas sensing
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双向高过载硅基差压敏感元件的研制
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作者 杜立群 李奥奇 +3 位作者 李蒙 杨晓臣 孟祥悦 邱汇烽 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期209-219,共11页
为了提高差压传感器的双向过载能力,本文设计了一种梁-群岛错位膜结构差压敏感元件。该敏感元件由梁-群岛硅膜结构和玻璃基底键合而成。其中,梁结构降低了应力集中,群岛结构提高了结构刚度;玻璃基底键合面设计有方形凹槽和圆形通孔,硅... 为了提高差压传感器的双向过载能力,本文设计了一种梁-群岛错位膜结构差压敏感元件。该敏感元件由梁-群岛硅膜结构和玻璃基底键合而成。其中,梁结构降低了应力集中,群岛结构提高了结构刚度;玻璃基底键合面设计有方形凹槽和圆形通孔,硅膜结构和玻璃基底的方形凹槽形成的错位结构进一步降低了最大应力。首先,通过有限元软件分析了双向高过载硅基差压敏感元件的应力分布、敏感元件的满量程输出及最大应力。其次,分析了结构尺寸与爆破压力的关系,采用尺寸优化求解出最大爆破压力下的结构尺寸。最后,通过MEMS硅工艺制作了具有双向高过载的硅基差压敏感元件。压力测试结果表明:制得的双向高过载硅基差压敏感元件的爆破压力为8.5倍量程,与传统C型膜结构差压敏感元件(爆破压力6.5倍量程)相比,过载能力提高了30.7%。实验结果证明梁-群岛错位膜结构可以有效提高差压敏感元件的双向过载能力。 展开更多
关键词 mems 差压敏感元件 有限元 尺寸优化 过载能力
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基于 MEMS 技术的智能传感器系统(“智能灰尘”) 被引量:6
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作者 张紫辰 董恺琛 +3 位作者 张益源 王建中 赵嘉昊 尤政 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2095-2109,共15页
基于微机电系统(MEMS)技术的智能传感器系统("智能灰尘",Smart Dust)是体积小、能耗低、具备多功能传感与探测、信息处理与存储、双向无线通信、能源自供给与管理等功能的集成系统.它既可以独立工作也可以多系统协同工作.本... 基于微机电系统(MEMS)技术的智能传感器系统("智能灰尘",Smart Dust)是体积小、能耗低、具备多功能传感与探测、信息处理与存储、双向无线通信、能源自供给与管理等功能的集成系统.它既可以独立工作也可以多系统协同工作.本文首先明确智能灰尘的基本概念及应用领域;随后介绍智能灰尘集成系统的设计方法和结构组成;通过综述智能灰尘技术的发展历程与趋势,以及国内外相关技术的发展现状,最后总结智能灰尘系统关键的技术难点与重点,并明确今后MEMS工艺及集成技术突破的可行性方案. 展开更多
关键词 mems (micro electro mechanical systems) 智能灰尘 无线通信 复合能源
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