基于MEMS的压电微能量采集器的电路研究与测试 被引量：7

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作者 沈修成 方华斌 +1 位作者 王亚军 刘景全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期692-694,共3页

微能量采集技术是利用某种效应把周围环境中的某种形式的能量转换成电能,为嵌入式系统和无线传感网络中的MEMS器件供能。本文探讨了一种基于MEMS技术的压电型微能量采集器。微能量采集器工作于低频环境,当给其振动激励信号时,它能够把... 微能量采集技术是利用某种效应把周围环境中的某种形式的能量转换成电能,为嵌入式系统和无线传感网络中的MEMS器件供能。本文探讨了一种基于MEMS技术的压电型微能量采集器。微能量采集器工作于低频环境,当给其振动激励信号时,它能够把机械能转换为电能。但是能量采集器直接输出的是交流电压,一般不能直接为器件供能。所以,利用AC-DC电路把交流转换为直流,实现为MEMS器件供能。文中给出了微能量采集器的测试电路,同时给出了测试结果,论证了在低频环境下这种微能量采集器的可行性。 展开更多

关键词 能量采集 MEMS 压电效应 悬臂梁

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具有自检自标定功能的高负载电容式金属微加速度计的研究 被引量：2

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作者 李凯 陈文元 +2 位作者 汪红 崔峰 张卫平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期829-834,共6页

提出一种由圆形板和大量扇形梁构成活动部件的新型高负载电容式微加速度计。通过将固定电极分为检测电极与驱动电极,可实现自检自标定功能。该微加速度计以金属为核心部件材料,并采用UV-LIGA微工艺进行加工。虽然活动部件因全柔性而具... 提出一种由圆形板和大量扇形梁构成活动部件的新型高负载电容式微加速度计。通过将固定电极分为检测电极与驱动电极,可实现自检自标定功能。该微加速度计以金属为核心部件材料,并采用UV-LIGA微工艺进行加工。虽然活动部件因全柔性而具有复杂变形、器件内存在复杂机电耦合,但该传感器所建立的计算模型具有精确、快速的特点。采用AD7747对该加速度计进行了测试,并实现了结构参数、材料参数的标定及支撑梁发生破坏、尘粒进入腔室等故障的检查。 展开更多

关键词 微加速度计 高负载 电容式 金属

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应用于等离子体显示器的铝电极及其介质层制备研究 被引量：3

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作者 刘启发 王艳 +1 位作者 汪红 丁桂甫 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期419-423,共5页

提出用铝取代银作为寻址电极,氧化铝取代玻璃粉作为其上介质层的新型等离子体显示器(PDP)电极单元,对单项工艺进行了优化,并形成了完整可行的整体工艺路线,有望为PDP生产成本的降低提供一条新的技术途径。选用非连续磁控溅射和光刻-刻... 提出用铝取代银作为寻址电极,氧化铝取代玻璃粉作为其上介质层的新型等离子体显示器(PDP)电极单元,对单项工艺进行了优化,并形成了完整可行的整体工艺路线,有望为PDP生产成本的降低提供一条新的技术途径。选用非连续磁控溅射和光刻-刻蚀工艺制备铝电极,阳极氧化工艺制备氧化铝介质层。用扫描电子显微镜对铝膜、氧化铝介质层及电极单元的整体形貌进行了表征;分别对所制备的铝电极的导电性能和氧化铝介质层的耐击穿性能进行了测定,结果表明在优化的实验条件下铝电极电阻率可以达到5.0×10-8Ω·m,氧化铝耐击穿强度大于100 V/μm,完全可以满足实际应用的技术要求。 展开更多

关键词 等离子体显示器 寻址电极 氧化铝介质层 磁控溅射 阳极氧化

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超声液体环境下压电式振动能量采集的研究 被引量：4

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作者 郑慈航 唐刚 +3 位作者 刘景全 尹桂林 余震 何丹农 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第3期46-49,共4页

针对在液体环境下工作的器件不利于直接供能这一难题,制作了一种可在液体环境下工作的振动能量采集器,采用压电悬臂梁结构在液体环境中采集水中的超声能量,在32 kHz超声频率激励下,最高获得了5.04 V的输出电压。通过改变超声波与悬臂梁... 针对在液体环境下工作的器件不利于直接供能这一难题,制作了一种可在液体环境下工作的振动能量采集器,采用压电悬臂梁结构在液体环境中采集水中的超声能量,在32 kHz超声频率激励下,最高获得了5.04 V的输出电压。通过改变超声波与悬臂梁的相对方向及液体盐分质量分数,发现能量采集器在超声液体环境下工作的发电效率随盐分质量分数的增加而减小;在当悬臂梁与超声换能器平面的夹角为45°~60°时,能量采集器的发电效率最高。 展开更多

关键词 能量采集器 压电悬臂梁 超声波振动 液体环境

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可植入眼压微传感器 被引量：1

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作者 朱正罕 刘景全 +1 位作者 邱可可 杨春生 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第6期1-3,7,共4页

对眼压进行长期、连续和实时的监测对于提高青光眼的诊治水平具有重要的意义。可植入眼压微传感器能够实现对眼压的长期连续监测。总结了国内外的可植入眼压微传感器技术;归纳了不同种类的可植入眼压微传感器的工作原理,并对不同的可植... 对眼压进行长期、连续和实时的监测对于提高青光眼的诊治水平具有重要的意义。可植入眼压微传感器能够实现对眼压的长期连续监测。总结了国内外的可植入眼压微传感器技术;归纳了不同种类的可植入眼压微传感器的工作原理,并对不同的可植入眼压微传感器技术进行分类和比较;讨论了可植入眼压微传感器的各技术模块。 展开更多

关键词 可植入眼压微传感器 青光眼 微机电系统

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磁芯螺线管微电感的计算机模拟 被引量：3

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作者 郭绍寅 周勇 +2 位作者 周志敏 曹莹 丁文 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1867-1870,共4页

采用电磁场理论建立了FeNi磁芯螺线管微电感的物理模型,并对交流载荷下的微电感进行了模拟.通过与磁芯厚度为10、20、30和40μm的微电感的实验结果对比,表明该物理模型能够较准确地模拟磁芯螺线管微电感的主要损耗,进而可计算微电感的... 采用电磁场理论建立了FeNi磁芯螺线管微电感的物理模型,并对交流载荷下的微电感进行了模拟.通过与磁芯厚度为10、20、30和40μm的微电感的实验结果对比,表明该物理模型能够较准确地模拟磁芯螺线管微电感的主要损耗,进而可计算微电感的电感量和品质因子.模拟结果与实验符合较好. 展开更多

关键词 螺线管 微电感 磁芯 物理模型

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夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜巨磁阻抗效应研究 被引量：2

7

作者 商干兵 周勇 +3 位作者 余先育 丁文 周志敏 曹莹 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期194-196,199,共4页

采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi／Cu／FeNi多层膜，并在1～40MHz范围内研究了它的巨磁阻抗效应。纵向巨磁阻抗效应先随着外加磁场的增大而迅速增加，在某一磁场下达到最大值后随磁场的增加而逐渐减小。在频率为5MHz时，Hex... 采用MEMS技术在玻璃基片上制备了夹心结构FeNi／Cu／FeNi多层膜，并在1～40MHz范围内研究了它的巨磁阻抗效应。纵向巨磁阻抗效应先随着外加磁场的增大而迅速增加，在某一磁场下达到最大值后随磁场的增加而逐渐减小。在频率为5MHz时，Hext为0．8kA／m时巨磁阻抗效应最大值达到32．06％。另外，夹心结构多层膜表现出较大的负巨磁阻抗效应，在频率5MHz，Hext=9．6kA／m时，负最大巨磁阻抗效应可达-24．50％。 展开更多

关键词 巨磁阻抗效应 夹心结构FeNi/Cu/FeNi多层膜 MEMS技术

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一种新型的电热驱动MEMS微继电器的研制 被引量：1

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作者 胡志军 陈迪 +3 位作者 黄闯 陈翔 朱军 刘景全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1696-1700,共5页

设计和制备了一种新型的电热驱动微电子机械(MEMS)继电器,并进行了性能测试。整个工艺采用非硅MEMS工艺,利用Cu作为牺牲层材料,Ni作为微继电器的结构材料。微继电器是基于杠杆放大原理设计的,因此能够获得较大的行程;驱动臂采用"U&... 设计和制备了一种新型的电热驱动微电子机械(MEMS)继电器,并进行了性能测试。整个工艺采用非硅MEMS工艺,利用Cu作为牺牲层材料,Ni作为微继电器的结构材料。微继电器是基于杠杆放大原理设计的,因此能够获得较大的行程;驱动臂采用"U"型梁设计,能够在不增加功耗的条件下,获得较大的驱动力。并采用Ansys10.0有限元软件对微继电器进行了模拟分析。测试结果表明,这种微型继电器具有体积小、驱动电压低、切换速度快等优点。 展开更多

关键词 MEMS 微继电器 电热驱动 有限元分析

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一种微尺度有序增强复合材料的制备及其力学性能表征

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作者 张振杰 汪红 +2 位作者 杨卓青 丁桂甫 赵小林 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1836-1839,1843,共5页

选择聚氨酯改性环氧树脂作为基体,利用微加工工艺制备了一种以电镀镍丝作为增强体的微尺寸有序增强聚合物基体复合材料。ANSYS有限元仿真结果表明基体完全包裹增强体能够很好地缓解应力集中,当增强体的排布角度为45°,体积含量为62... 选择聚氨酯改性环氧树脂作为基体,利用微加工工艺制备了一种以电镀镍丝作为增强体的微尺寸有序增强聚合物基体复合材料。ANSYS有限元仿真结果表明基体完全包裹增强体能够很好地缓解应力集中,当增强体的排布角度为45°,体积含量为62.5%时,复合材料变形过程中应力集中程度相对最弱。对制备的微尺寸复合材料进行了DMA拉伸测试,结果表明相比单一的聚合物基体材料,有序增强复合结构材料的抗拉强度和弹性模量分别约提高了4倍和3倍,最后,通过扫描电镜观察了试样断口,对其拉伸断裂过程进行了合理分析。 展开更多

关键词 MEMS 复合材料 ANSYS 有序增强 微尺度

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一种宽频的磁式压电振动能量采集器 被引量：18

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作者 马华安 刘景全 +2 位作者 唐刚 杨春生 李以贵 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第4期66-68,共3页

基于环境能量采集的压电振动能量采集器为无线传感器和微机电系统的长期供能提供了一种有效解决方案。目前研制的压电式振动能量采集器存在工作频率高,且频带窄的问题。给出了一种通过磁力的引入使其在低频下工作的、宽频的压电振动能... 基于环境能量采集的压电振动能量采集器为无线传感器和微机电系统的长期供能提供了一种有效解决方案。目前研制的压电式振动能量采集器存在工作频率高,且频带窄的问题。给出了一种通过磁力的引入使其在低频下工作的、宽频的压电振动能量采集器,并搭建了测试系统对器件进行分析测试。在压电悬臂梁上放置永磁铁取代传统的质量块,同时在悬臂梁的上下方也放置不同极性的永磁铁。对压电悬臂梁(长40 mm、宽8mm、厚0.8 mm),在0.5 gn加速度作用下进行试验测试,峰峰电压10 V以上的有效频带为80～100 Hz,与传统无磁铁振动式压电能量采集器相比,有效地拓展了5 Hz的工作频带。 展开更多

关键词 压电悬臂梁 振动 能量采集 宽频 永磁铁

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外磁场方位及磁珠位置和团聚对巨磁阻生物传感器检测的影响 被引量：2

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作者 李福泉 冯洁 +1 位作者 陈翔 石海平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2437-2442,共6页

实现GMR生物传感器对磁珠及其偶联的生物分子的定量检测,必须考虑磁场方位及磁珠位置和磁珠团聚对检测方法的影响。本文首先利用Comsol软件模拟了这3个因素对GMR传感器输出信号的影响,模拟结果表明,外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中心... 实现GMR生物传感器对磁珠及其偶联的生物分子的定量检测,必须考虑磁场方位及磁珠位置和磁珠团聚对检测方法的影响。本文首先利用Comsol软件模拟了这3个因素对GMR传感器输出信号的影响,模拟结果表明,外磁场倾斜、磁珠位置偏离电阻条中心和磁珠团聚均会使信号减小,其中外磁场倾斜影响尤甚;当外磁场倾斜为0.5°时,磁珠的信号会减小80%。为了与模拟结果进行比对,制备了与模型相同的线宽为5μm的GMR生物传感器,并测量了输出信号与磁珠覆盖率的关系。测试结果显示,二者呈线性趋势,但与线性关系存在一定程度的偏离。另外,当磁珠覆盖率为23.6%时,实验测得的信号为63μV,比模拟结果的247μV偏小。实验显示这两种偏差均源于前述3个因素对GMR信号的影响。因此,用GMR传感器对磁珠进行定量检测时,为使信号大小与磁珠个数呈线性关系,应保证以下测试条件:外磁场尽可能垂直于传感器平面;测试过程中外磁场倾斜角不能变化;设法使磁珠集中于电阻条中间区域;尽量保证磁珠不团聚。 展开更多

关键词 巨磁阻生物传感器 磁珠 磁场模拟 生物检测

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