针尖-样品距离对扫描微波显微成像的影响分析

1

作者 薛一凡 王采慧 +1 位作者 裴涛 温焕飞 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期303-308,共6页

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针... 随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针-样品间距下,对硅基芯片表面结构进行扫描微波成像。成像结果与仿真结果相一致,随着针尖-样品间距的增加,扫描微波测试系统的灵敏度和分辨率降低。对于由原子力显微术结合微波测量技术发展而来的扫描微波显微镜的改进与产业化具有重大意义。 展开更多

关键词 扫描微波显微镜 有限元法 电磁建模 针尖-样品间距

在线阅读 下载PDF 职称材料

单悬臂梁阵列式压电能量采集器的研究 被引量：1

2

作者 贺婷 丑修建 +2 位作者 王二伟 甄国涌 张文栋 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第14期14112-14117,14122,共7页

根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用ANSYS软件仿真,... 根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用ANSYS软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为3.9和4kHz;利用溶胶-凝胶法制备出15和20层的PZT压电功能薄膜,电镜扫描其厚度分别为1 849,2 667nm,AFM对比表面形貌其粗糙度分别为1.8和2.11nm,后者致密更好,颗粒较小,相变温度相对比较高。 展开更多

关键词 振动能量采集 压电效应 MEMS ANSYS PZT薄膜

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于区域的光纤环绕制缺陷实时检测算法 被引量：5

3

作者 郭晨霞 杨瑞峰 赵洛彬 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期190-194,共5页

针对光纤陀螺敏感线圈(光纤环)制备过程中,光纤的绕制张力变化和光纤环承载主轴跳动度变化等因素导致的"爬丝"和"间隙"绕制缺陷,提出基于区域的光纤环绕制缺陷检测算法,将原始光纤凹凸特征的处理转换成矩形大小及... 针对光纤陀螺敏感线圈(光纤环)制备过程中,光纤的绕制张力变化和光纤环承载主轴跳动度变化等因素导致的"爬丝"和"间隙"绕制缺陷,提出基于区域的光纤环绕制缺陷检测算法,将原始光纤凹凸特征的处理转换成矩形大小及数量特征的处理。该算法在对光纤环绕制轮廓精确提取的基础上,通过对光纤环初始表面进行拟合,确定绕制光纤覆盖的最小有效区域,并实时提取区域内已绕制光纤轮廓的最小包围矩形;然后根据阈值的合理选取,计算最小有效区域内已绕制轮廓的最小包围矩形的区域大小及区域个数,以此判断绕制缺陷的种类,并标记缺陷位置。实验结果表明,在光纤环绕制轮廓精确提取的基础上,该算法可以有效识别并标记缺陷位置,对于不易受环境因素影响的"间隙"缺陷可以完全正确检出,且执行速度快,可满足缺陷实时检测的要求。 展开更多

关键词 光纤陀螺 光纤环 区域 绕制缺陷 实时检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

Fe_3O_4-PDMS纳米复合材料磁电阻特性及变化模型的研究

4

作者 陈国彬 杨会 +1 位作者 张晓明 刘俊 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期113-116,共4页

主要研究了复合材料磁电阻特性,提出了复合材料的制备方法,并测量了材料形貌、磁化特性、磁电阻随磁场的变化特性。结果表明,复合材料在环境磁场中能够产生磁电阻效应,其磁电阻特性受材料中分散的纳米颗粒的磁化特性所影响,并且复合材... 主要研究了复合材料磁电阻特性,提出了复合材料的制备方法,并测量了材料形貌、磁化特性、磁电阻随磁场的变化特性。结果表明,复合材料在环境磁场中能够产生磁电阻效应,其磁电阻特性受材料中分散的纳米颗粒的磁化特性所影响,并且复合材料磁电阻随着材料中纳米颗粒的分散浓度的增大而增大。根据磁场环境下复合材料中纳米颗粒之间沿磁场方向的相互作用以及聚合物材料的粘弹性,重点分析了该复合材料的磁电阻变化机理并提出了复合材料的磁电阻变化模型。随后,利用纳米颗粒的磁化数据以及PDMS的动力学参数进行了复合材料磁电阻变化特性的数值仿真,并将仿真数据与实测数据进行对比,对比结果显示该模型能够准确描述复合材料的磁电阻变化特性。 展开更多

关键词 磁电阻 FE3O4 PDMS 纳米复合材料 模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

电容式微机械超声换能器的驱动电路设计 被引量：1

5

作者 郭明 何常德 +1 位作者 郑永秋 张文栋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第3期22-24,29,共4页

电容式微机械加工超声换能器(cMUT)具有频带宽、灵敏度高等优点,而设计高压高频的驱动电路则是实现其优异性能的前提。针对现有驱动电路体积过大等问题,在对换能器简化模型做有限元分析求得其工作电压基础上,提出了用FPGA控制8片脉冲发... 电容式微机械加工超声换能器(cMUT)具有频带宽、灵敏度高等优点,而设计高压高频的驱动电路则是实现其优异性能的前提。针对现有驱动电路体积过大等问题,在对换能器简化模型做有限元分析求得其工作电压基础上,提出了用FPGA控制8片脉冲发射专用芯片HV7350直接驱动换能器64阵元的方案。并对其中一个通道进行了验证,产生的30VPP、400 k Hz脉冲使换能器能够在0.5 m距离下接收到4.4VPP的一次回波信号。本驱动电路具有高度集成,操作简单,幅值可调,频率可控的特点,为cMUT的应用提供了可行的参考。 展开更多

关键词 电容式微机械加工超声换能器 驱动电路 高压脉冲 有限元分析 FPGA HV7350

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统 被引量：13

6

作者 杨阳阳 崔永俊 侯钰龙 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第2期79-83,共5页

针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统。系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测... 针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统。系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测试单元,实现超声波飞行时间的计量,LoRa无线模块为数据传输单元,实现风速风向数据上传至上位机,上位机为显示处理单元,实现数据实时显示。经实际测试,系统风速测量误差在0.1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,达到了《数字风速仪检定规程》的标准。 展开更多

关键词 时差法 超声波 风速风向 滑动窗口滤波算法 LoRa

在线阅读 下载PDF 职称材料

多通道振动信号采集系统设计 被引量：12

7

作者 崔永俊 郭峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第4期75-79,95,共6页

为了解决传统采集模块存在的采样精度低、动态范围小、采样通道少等问题,设计了基于AD7760的振动信号采集与控制系统。系统采用模块化设计,主要包括电源模块、信号调理模块、采集传输模块以及上位机显示模块。测试选用振动传感器M350B04... 为了解决传统采集模块存在的采样精度低、动态范围小、采样通道少等问题,设计了基于AD7760的振动信号采集与控制系统。系统采用模块化设计,主要包括电源模块、信号调理模块、采集传输模块以及上位机显示模块。测试选用振动传感器M350B04,信号通过调理通道处理后使用24位高精度ADC采集数据到FPGA,通过以太网将数据发送到上位机对振动信号数据进行显示、存储、回读和时频域分析处理。结果表明该系统能够实现95 dB以上的大动态范围信号采样,测试结果与B&k3629振动传感器校准系统对比误差在0.5%以内,具有广泛应用前景。 展开更多

关键词 振动信号 信号调理 AD7760 以太网 动态范围

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于激光三角法的火炮身管内径测量系统设计 被引量：13

8

作者 崔永俊 张强 《电子测量技术》 北大核心 2021年第9期26-30,共5页

为了解决目前火炮身管内径测量精度低、内表面形貌还原度差和测量不方便的问题,设计了一种基于激光三角法的火炮身管自动测量系统。该测量系统主要选用激光传感器、单片机和步进电机,设计推进式的机械测量结构,利用几何定心原理,对火炮... 为了解决目前火炮身管内径测量精度低、内表面形貌还原度差和测量不方便的问题,设计了一种基于激光三角法的火炮身管自动测量系统。该测量系统主要选用激光传感器、单片机和步进电机,设计推进式的机械测量结构,利用几何定心原理,对火炮全身管自动测量;最小测量内径为60 mm;采用滤波、三次样条插值法对采样数据进行处理,显著减小了测量误差。使用测量系统对不同口径的身管进行测量,测量结果表明,该测量系统能稳定工作,能实现对不同内径的身管进行测量,测量分辨率为0.001 mm,测量精度为0.02 mm,测量点准确,上位机各部分功能正常,能对身管内壁磨损缺陷等情况很好地还原。该测量系统测量误差小,测量效率高,测量系统操作简单,实现了高自动化,同样能应用在同类管道测量中。 展开更多

关键词 激光三角法 内径测量 内表面轮廓 三次样条插值法 几何定心

在线阅读 下载PDF 职称材料

SOI高温压力传感器无引线倒装式封装研究 被引量：9

9

作者 董志超 雷程 +3 位作者 梁庭 薛胜方 宫凯勋 武学占 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第11期65-68,共4页

绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器理论工作温度可达450℃,但传统的器件在高温、振动以及高腐蚀环境中电连接容易失效。开展基于无引线倒装式封装芯片方法的研究。首先,在完成SOI压力传感器芯片制备的基础上,提出了基于阳极键合工艺和玻... 绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器理论工作温度可达450℃,但传统的器件在高温、振动以及高腐蚀环境中电连接容易失效。开展基于无引线倒装式封装芯片方法的研究。首先,在完成SOI压力传感器芯片制备的基础上,提出了基于阳极键合工艺和玻璃通孔填充(TGV)工艺的倒装式封装方案;其次,研究带有图形的硼硅玻璃和SOI阳极键合工艺,以及基于电镀工艺的通孔金属填充工艺,并对键合强度、键合界面、金属填充效果以及电连接性能进行测试;最后,针对封装好的芯片在常温环境下进行传感器气密性、电连接性能、线性度以及重复度等性能进行测试,进一步验证无引线倒装式封装方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 绝缘体上硅(SOI) 无引线倒装 阳极键合 玻璃通孔填充(TGV) 气密性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IEEE1588协议的高精度时钟同步系统设计与实现 被引量：12

10

作者 崔永俊 韩一德 郭峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第12期97-101,共5页

纯软件方式实现的IEEE1588协议时间戳标记位置处于数据链路层,受网络传输延迟不确定性的影响,时钟同步精度大多局限在μs级别。为了进一步提高多测点信号采集的同步性,应用于分布式振动信号同步采集,提高时钟同步精度。设计了硬件与软... 纯软件方式实现的IEEE1588协议时间戳标记位置处于数据链路层,受网络传输延迟不确定性的影响,时钟同步精度大多局限在μs级别。为了进一步提高多测点信号采集的同步性,应用于分布式振动信号同步采集,提高时钟同步精度。设计了硬件与软件结合的IEEE15888精密时间协议的高精度时钟同步系统。系统采用卫星时钟作为授时时钟源,STM32F407作为主控芯片,利用STM32F407中集成的MAC内核实现开源代码PTPd中IEEE1588最佳主时钟、本地时钟调节等算法的运行;采用支持硬件时间戳的DP83640物理层芯片实现RMII接口物理层标记时间戳,进一步降低了信号在网络传输过程中发生的随机性延迟,提高了时间同步的精度。经过同步信号输出测试,该系统时钟同步误差优于±200 ns,达到设计要求,应用性能良好。 展开更多

关键词 IEEE1588协议 DP83640 PTPd 时钟同步

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于电导率测量的水纯度检测系统设计 被引量：9

11

作者 郭峰 崔永俊 韩一德 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第4期75-79,84,共6页

针对生活及工业中对水质纯度的需求,设计了一种基于电导率测量的水纯度检测系统。传感探头采用四环电极结构,可防止因为电极的电容效应和极化效应所带来的影响,提高准确度。探测头后侧金属壁内置Pt100温度传感器,进行温度采集和补偿。... 针对生活及工业中对水质纯度的需求,设计了一种基于电导率测量的水纯度检测系统。传感探头采用四环电极结构,可防止因为电极的电容效应和极化效应所带来的影响,提高准确度。探测头后侧金属壁内置Pt100温度传感器,进行温度采集和补偿。该系统用FPGA和AD9708实现波形频率可调输出,作为系统激励信号源。设计了差分电路接收传感器输出信号,并通过调理电路和滤波电路得到关键的幅值信息,通过A/D采集后传输给上位机,进行数据的分析处理。测试结果表明,该系统能够实时测量电导率,电导率测量的相对误差低于0.6%,具备较高的实用价值。 展开更多

关键词 四环电极 PT100 电导率 调理电路

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统设计 被引量：6

12

作者 张峰 崔永俊 侯钰龙 《电子测量技术》 北大核心 2021年第10期156-161,共6页

针对存在电磁干扰等特殊环境下的漏液监测的需求,设计了一种基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统。系统主要分为硬件模块和上位机模块。系统硬件包含光纤传感器模块和信号变换器模块,光纤传感模块由带缺陷结构的POF光纤、LED灯带以及... 针对存在电磁干扰等特殊环境下的漏液监测的需求,设计了一种基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统。系统主要分为硬件模块和上位机模块。系统硬件包含光纤传感器模块和信号变换器模块,光纤传感模块由带缺陷结构的POF光纤、LED灯带以及传感封装外壳构成;信号变换器模块采用STM32为主控芯片,实现弱光信号的采集放大和传输功能。系统上位机采用滤波算法实现对漏液信号的均差比较,滤除偶发脉冲,降低误报率和系统响应时间,提升传感带的灵敏度。系统采用多条传感带级联安装,经实验表明,系统能够稳定工作,每个传感点能够实现单点标定,漏液监测范围可达8 m,漏检和误检率在2%以内。 展开更多

关键词 光纤侧向耦合 系统设计 漏液监测 滤波算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器研究进展 被引量：6

13

作者 王一飞 王梦梦 +3 位作者 文丰 杨啸宇 华尔天 闫树斌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第7期1-4,8,共5页

相对湿度检测在工农业生产中具有广泛应用。综述了当前基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器的国内外最新研究进展,比较了不同类型光纤干涉结构的灵敏度、响应时间、温敏特性等关键参数,分析了目前各种干涉结构所存在的优点与不足,并展... 相对湿度检测在工农业生产中具有广泛应用。综述了当前基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器的国内外最新研究进展,比较了不同类型光纤干涉结构的灵敏度、响应时间、温敏特性等关键参数,分析了目前各种干涉结构所存在的优点与不足,并展望了对此类湿度传感器的发展前景。 展开更多

关键词 湿度传感器 Mach-Zehnder干涉 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

四环电极电导率检测系统设计 被引量：2

14

作者 韩一德 崔永俊 郭峰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第1期53-57,62,共6页

文中设计了一种四环电极电导率检测系统,可有效避免测量时因电极极化效应、电极污染带来的误差,提高检测精度。系统采用模块化设计,主要分为3个主要功能模块:激励模块、调理模块及采集传输模块。系统利用差分接收方式采集感应电极的输... 文中设计了一种四环电极电导率检测系统,可有效避免测量时因电极极化效应、电极污染带来的误差,提高检测精度。系统采用模块化设计,主要分为3个主要功能模块:激励模块、调理模块及采集传输模块。系统利用差分接收方式采集感应电极的输出电压,通过同步解调得到具有幅值信息的直流信号,经滤波放大后进行A/D采集,最终通过串口将数据发送到上位机中进行计算并实时显示。同时采用Pt1000温度传感器进行温度采集与温度补偿,利用最小二乘法进一步减小误差。结果表明,该系统能够实时检测电导率,有效避免了电极极化效应,电导率测量的相对误差在0.5%以内,电导率测量可达40 mS/cm。 展开更多

关键词 四环电极 DDS 电导率 同步解调 最小二乘法

在线阅读 下载PDF 职称材料

温度对(Pb0.97La0.02)(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电薄膜储能行为的影响 被引量：1

15

作者 耿文平 乔骁骏 +1 位作者 穆继亮 丑修建 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期858-862,共5页

反铁电薄膜因其利用反铁电-铁电相变实现高效能量存储（即高储能密度和高储能效率）成为目前国际上研究热点,然而对其储能行为随温度变化规律研究甚少。系统研究了锆钛酸铅基反铁电薄膜（Pb0.97La0.02）（Zr0.95Ti0.05）O3的制备和性能... 反铁电薄膜因其利用反铁电-铁电相变实现高效能量存储（即高储能密度和高储能效率）成为目前国际上研究热点,然而对其储能行为随温度变化规律研究甚少。系统研究了锆钛酸铅基反铁电薄膜（Pb0.97La0.02）（Zr0.95Ti0.05）O3的制备和性能表征;测量了不同温度下薄膜的电滞回线,室温下薄膜饱和极化强度约为35. 37μC/cm^2,随着温度的升高,饱和极化强度降低,同时薄膜从反铁电相依次相变为铁电相、顺电相;研究了反铁电薄膜有效储能密度及能量转换效率,室温下反铁电薄膜的有效储能密度约为7. 73 J/cm^3,能量转换效率约为49%,随温度升高,有效储能密度降低而能量转换效率保持不变。 展开更多

关键词 反铁电 饱和极化强度 能量存储 电滞回线 锆钛酸铅 电容器

在线阅读 下载PDF 职称材料

悬臂梁式扫描微波探针设计 被引量：1

16

作者 薛一凡 王采慧 +1 位作者 裴涛 温焕飞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期74-77,共4页

微波芯片的高度集成化对扫描微波成像技术提出了新的挑战,设计了一种结构简单、辐射效率高和耦合低特性的悬臂梁式扫描微波探针。通过建立探针三维有限元数值模型,在不同微波频率和不同探针结构下分别研究了探针针尖倏逝电场分布。有无... 微波芯片的高度集成化对扫描微波成像技术提出了新的挑战,设计了一种结构简单、辐射效率高和耦合低特性的悬臂梁式扫描微波探针。通过建立探针三维有限元数值模型,在不同微波频率和不同探针结构下分别研究了探针针尖倏逝电场分布。有无屏蔽结构的探针针尖与样品间的电场分布表明,屏蔽层有效降低了悬臂梁下方非针尖部分微波信号的辐射,悬臂梁—样品的寄生电容显著减小,且在多个工作频率段具有高空间分辨与高辐射效率的特性。设计的探针满足微波芯片对高频、高空间分辨扫描微波成像的需求。 展开更多

关键词 扫描微波探针 电磁建模 低耦合 高频

在线阅读 下载PDF 职称材料