基于调谐卡尔曼滤波的光栅MOEMS IMU姿态算法研究

1

作者 王兵权 孙文强 +2 位作者 解琨阳 金丽 李孟委 《微纳电子技术》 2025年第3期121-127,共7页

针对纳米光栅微光机电系统(MOEMS)惯性测量单元(IMU)的高精度姿态解算需求,设计了一种基于调谐卡尔曼滤波(TKF)的姿态算法,解决了复杂动态环境下姿态估计精度不足和噪声抑制效果不佳等问题。首先阐述了纳米光栅MOEMS IMU的测量原理,建... 针对纳米光栅微光机电系统(MOEMS)惯性测量单元(IMU)的高精度姿态解算需求,设计了一种基于调谐卡尔曼滤波(TKF)的姿态算法,解决了复杂动态环境下姿态估计精度不足和噪声抑制效果不佳等问题。首先阐述了纳米光栅MOEMS IMU的测量原理,建立了陀螺仪/加速度计的力-光-电检测模型。其次介绍了调谐卡尔曼滤波的算法流程,建立了状态空间方程、噪声模型及误差传播模型。最后,通过静态和动态条件下的姿态解算实验验证了调谐卡尔曼滤波算法的可行性。通过与其他解算算法效果进行对比,验证了调谐卡尔曼滤波算法对于纳米光栅MOEMS IMU的姿态解算效果。实验结果表明,采用调谐卡尔曼滤波的姿态解算算法,相较于传统的卡尔曼滤波与互补滤波算法,横滚角解算精度提升了9.1%,俯仰角解算精度提升了12.3%。 展开更多

关键词 纳米光栅惯性测量单元(IMU) 调谐卡尔曼滤波(TKF) 姿态算法

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三维孔道NiMn-MOF电极材料制备及电化学性能研究 被引量：2

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作者 刘新 毛喜玲 +2 位作者 闫欣雨 王俊强 李孟委 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期361-369,共9页

针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF... 针对目前超级电容器电极材料能量密度较低、制备工艺复杂的难题,利用MOF材料的高比表面积、多孔结构的优势,本工作采用简单可控的一步水热法制备具有三维孔道网络结构的双金属NiMn-MOF纳米片,Ni与Mn相近的原子半径有利于双金属NiMn-MOF的合成以及暴露出更多的活性位点,通过不断优化工艺参数(水热温度和水热时间),进行对比获得了高比容的NiMn-MOF电极材料。同时借助扫描电子显微技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)、X射线衍射技术(XRD)对电极材料的形貌和晶体结构进行详细的表征,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)进行电化学性能分析。在6 mol/L的KOH电解液中进行三电极测试,结果表明当电流密度为0.5 A/g时,其比容量高达1023.5 F/g。以双金属NiMn-MOF为正极,活性炭(AC)为负极组装的非对称超级电容器,在电流密度为0.5 A/g时,其比容量为94.37 F/g,并使用该器件成功点亮红色LED灯,表明所制备的双金属NiMn-MOF纳米片具有良好的电化学性能,为超级电容器电极材料的制备提供了新的思路。 展开更多

关键词 镍锰过渡金属有机框架材料 电极材料 超级电容器 电化学性能

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卍字型无线高温高压传感器的设计与研究

3

作者 翟荣锭 吴倩楠 《舰船电子工程》 2024年第4期208-212,共5页

论文介绍了一种利用硅碳氮(SiCN)材料制成的无线高温高压传感器。可以解决目前温度压力传感器所存在的量程狭窄、体积大、敏感度不足的问题。传感器由金属、硅碳氮基板和金属三层结构组成。结果显示,设计好的高温传感器可用于测量27℃~1... 论文介绍了一种利用硅碳氮(SiCN)材料制成的无线高温高压传感器。可以解决目前温度压力传感器所存在的量程狭窄、体积大、敏感度不足的问题。传感器由金属、硅碳氮基板和金属三层结构组成。结果显示,设计好的高温传感器可用于测量27℃~1 000℃范围内的温度,温度灵敏度约为0.77 GHz/°C,并可检测10 MPa~100 MPa的压力,压力灵敏度0.159 GHz/MPa。该传感器探测范围广泛,在航空发动机、工业生产、通信等领域提供技术支持。 展开更多

关键词 材料 硅碳氮 温度传感 压力传感 太赫兹

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一种采用斜波比较的精细步进延时系统

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作者 卫晨博 张敏娟 +2 位作者 胡媛媛 刘文艳 王旭阳 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期155-160,共6页

为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构,步进延迟脉冲信号的产生成为顺序等效时间采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此,对精细延时方法进行研究,采用斜波比较的方法设计了一种精细步进延时系统,该系统基于微波三... 为了实现高频信号在欠采样条件下的波形重构,步进延迟脉冲信号的产生成为顺序等效时间采样技术用于触发取样系统进行高频信号采样的关键。为此,对精细延时方法进行研究,采用斜波比较的方法设计了一种精细步进延时系统,该系统基于微波三极管的开关特性,结合恒流源、充放电电路、高速电压比较器以及可编程DAC产生可调步进延迟时间的触发序列。对该系统进行仿真分析以及实验测试。实验结果表明,电容放电的线性区域下降沿时间为10 ns,幅度为4~7 V,与DAC比较后输出延迟脉冲的步进范围为10 ns,单位步进延迟精度可达1 ps。该斜波比较精细步进延迟系统可应用于取样示波器、矢量网络分析仪等测试仪器中,实现通信、雷达等信号探测与分析,对于高频信号的获取与分析具有重要意义。 展开更多

关键词 高频信号 波形重构 等效时间采样 高精度步进延迟 斜波比较 微波三极管

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基于细分插值技术的光栅干涉MOEMS加速度计

5

作者 杨鹏 金丽 +1 位作者 解琨阳 李孟委 《微纳电子技术》 2025年第3期135-141,共7页

为了解决光栅加速度计信号全量程线性化的问题,提出了一种基于细分插值技术的光栅干涉微光机电系统(MOEMS)加速度计。首先阐述了光栅干涉式加速度计的敏感机理,即通过两束衍射光之间的光程差变化引起的干涉光强变化实现加速度检测,然后... 为了解决光栅加速度计信号全量程线性化的问题,提出了一种基于细分插值技术的光栅干涉微光机电系统(MOEMS)加速度计。首先阐述了光栅干涉式加速度计的敏感机理,即通过两束衍射光之间的光程差变化引起的干涉光强变化实现加速度检测,然后利用仿真对所设计的加速度计结构进行优化设计。由于光栅干涉式加速度计输出信号为单路正弦信号,因此采用细分插值电路技术,结合90°相移和高精度直流偏置电压技术,将具有正弦特性的模拟信号转换为线性变化的标准增量数字信号输出,大大抑制了细分插值过程中两路正交信号的相位、幅值和偏置误差。实验结果表明,所设计光栅干涉MOEMS加速度计灵敏度可达591.484 V/g,结合83倍的细分插值因子,将分辨率提升至39.18μg。该设计为实现高分辨率MOEMS加速度计提供了一种新的途径。 展开更多

关键词 加速度计 微光机电系统(MOEMS) 光栅干涉 细分插值 线性化

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基于C++的多通道RF-MEMS测试系统上位机软件设计

6

作者 睢林 曹咏弘 王耀利 《舰船电子工程》 2025年第2期172-177,共6页

为了提高RF-MEMS的发展,需要对RF-MEMS性能进行检测,为此针对RF-MEMS开发了无损测试系统,而为了解决对测试系统的控制及数据处理问题,利用VS(Microsoft Visual Studio)开发平台基于C++MFC库设计RF-MEMS测试系统上位机软件。该软件利用US... 为了提高RF-MEMS的发展,需要对RF-MEMS性能进行检测,为此针对RF-MEMS开发了无损测试系统,而为了解决对测试系统的控制及数据处理问题,利用VS(Microsoft Visual Studio)开发平台基于C++MFC库设计RF-MEMS测试系统上位机软件。该软件利用USB接口与GPIB(NI VISA)接口分别与RF-MEMS测试系统控制电路模块和测量模块实现信息交互,然后通过信号分析模块对数据进行处理,将这些数据波形显示在测试系统液晶屏上。该控制软件实现了测试系统的一体化和智能化,且运行流畅操作简单,满足了当下对测试系统智能化便捷化的需求具有应用推广价值。 展开更多

关键词 VSC++ 上位机软件 RF-MEMS测试系统 通道控制 波形显示

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基于金属衬底的石墨烯温度传感器仿真

7

作者 田传升 王俊强 《微纳电子技术》 2025年第3期128-134,共7页

针对动力设备实时温度测量的需求,研究了一种快响应、宽温区的石墨烯温度传感器。传感器芯片由金属衬底、绝缘层、金属电极层、石墨烯传感层、保护层和金属抗氧化涂层组成。以热导率高的金属为衬底,另外在传统的陶瓷保护层的基础上增加... 针对动力设备实时温度测量的需求,研究了一种快响应、宽温区的石墨烯温度传感器。传感器芯片由金属衬底、绝缘层、金属电极层、石墨烯传感层、保护层和金属抗氧化涂层组成。以热导率高的金属为衬底,另外在传统的陶瓷保护层的基础上增加四元金属抗氧化涂层,能够有效阻挡高温下氧气的渗透。利用有限元软件进行分析,当温度由室温升高到1200℃时,采用硬质合金、氧化铝、氮化硅为衬底的芯片响应时间分别为55、660、75 ms,衬底热导率越高,响应速度越快。传感器芯片各层厚度的变化对热应力的影响极大,当金属衬底厚1000μm、绝缘层厚0.1μm、保护层厚0.5μm、氮化钛打底层厚0.04μm、氮铝化钛过渡层厚0.3μm、钛铝硅氮功能层厚0.7μm、氮化钛硅着色层厚0.5μm时,最大热应力较小,为24966 MPa。该研究为拓展石墨烯温度传感器的耐温范围提供新的思路,为石墨烯传感器应用于高温瞬态测量提供可行性方案。 展开更多

关键词 温度传感器 石墨烯 金属衬底 有限元分析 高温

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基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统研究 被引量：5

8

作者 黄进楠 张敏娟 +2 位作者 赵宇 刘震 李晋华 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期124-128,共5页

为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法。系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储。通过USB2.0接口将数据... 为实现光谱数据高效稳定的采集、存储、传输及显示,提出了基于线阵CCD与小波去噪的光谱数据采集系统的实现方法。系统完全依靠FPGA控制线阵CCD模块及AD转化模块、信号调理模块、电源模块,完成光谱数据采集、存储。通过USB2.0接口将数据稳定传输至上位机,对光谱数据进行中值与小波混合算法去噪处理,最终获取光谱曲线。系统使用标准卤钨灯进行测试,测试结果表明,系统能够实现光谱信息采集、传输和显示。通过对比中值滤波、均值滤波、小波阈值去噪和混合去噪算法的去噪效果,混合算法信噪比分别提高了3.9%、2.5%和1.8%。 展开更多

关键词 线阵CCD 数据采集 光谱测量 小波去噪

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二维激光告警中的激光脉宽测量技术研究 被引量：7

9

作者 石金 张瑞 +3 位作者 吴琼 杜伟豪 杨雪梅 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第9期33-37,共5页

针对二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计一种分辨率达到皮秒级别的激光脉宽测量系统。设计了光电探测电路及高精度时间数字转换电路,通过高速光电探测器及其放大电路将激光脉冲信号转换成电信号,后经高精度时间数字转... 针对二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计一种分辨率达到皮秒级别的激光脉宽测量系统。设计了光电探测电路及高精度时间数字转换电路,通过高速光电探测器及其放大电路将激光脉冲信号转换成电信号,后经高精度时间数字转换电路来测量激光脉冲宽度,采用专用芯片TDC-GPX2来实现时间数字转换,该测量系统可测量出激光器发出的最小脉宽5 ns,脉冲上升时间4 ns。最后,通过与其他激光脉冲宽度测量方案对比,表明该系统稳定性和脉宽测量精度均能达到了实际应用要求。 展开更多

关键词 光电转换 激光脉冲宽度 TDC-GPX2 光电探测器

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基于FPGA的激光告警中激光脉宽测量系统研究 被引量：6

10

作者 石金 张瑞 +4 位作者 程亚昊 吴琼 杜伟豪 牛家麒 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第10期51-55,共5页

激光脉宽作为二维激光告警系统中的一个重要参数,便捷准确获得激光的脉宽信息在光电测量技术的研究中变得越来越重要。高速光电探测器的响应时间以及时间数字转换电路(TDC)的分辨率等参数指标直接影响着激光脉宽测量系统的测量精度和灵... 激光脉宽作为二维激光告警系统中的一个重要参数,便捷准确获得激光的脉宽信息在光电测量技术的研究中变得越来越重要。高速光电探测器的响应时间以及时间数字转换电路(TDC)的分辨率等参数指标直接影响着激光脉宽测量系统的测量精度和灵敏度。针对微小型二维激光告警中对于军用激光脉冲宽度测量的需要,设计了高速光电探测电路,并且基于Xilinx Artix-7系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片设计了以进位链为延时单元的皮秒级别分辨率的时间间隔测量系统来实现激光脉冲信号时间间隔的测量,该系统分别测量了脉冲激光器发出的从50 ns到2 000 ns的脉冲宽度,测量精度达到纳秒级别,测量波段800 nm~1 700 nm,时间数字转换电路最小延时单元66 ps。最后,通过与其他激光脉冲宽度测量方案对比体积小、结构简单,且该系统稳定性和脉宽测量精度均能达到了实际应用要求,可应用于微小型二维激光告警系统。 展开更多

关键词 脉宽测量 时间数字转换电路 光电探测 激光告警

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铂电阻薄膜温度传感器设计与动态特性研究 被引量：3

11

作者 吕晓霖 侯文 +3 位作者 王俊强 刘佳政 张海坤 李孟委 《舰船电子工程》 2023年第1期204-208,共5页

传统铂电阻温度传感器的特性稳定,具有广泛的温度测量范围,但在瞬时变化时响应速度较慢。为此论文设计了一种薄膜型铂电阻温度传感器,该传感器由内部芯片与外部陶瓷管壳组成,利用传感器电阻值随环境温度变化而变化的原理进行测温,通过CO... 传统铂电阻温度传感器的特性稳定,具有广泛的温度测量范围,但在瞬时变化时响应速度较慢。为此论文设计了一种薄膜型铂电阻温度传感器,该传感器由内部芯片与外部陶瓷管壳组成,利用传感器电阻值随环境温度变化而变化的原理进行测温,通过COMSOL有限元仿真验证传感器内部芯片的技术原理与参数设计的可行性,并通过工艺加工出传感器样品,该样品在经过激光加热法测试后,得到该铂电阻薄膜温度传感器响应时间为6.3ms。 展开更多

关键词 铂电阻 温度传感器 响应时间 薄膜 激光加热法

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弹光调制器谐振特性研究及其谐振频率自跟踪

12

作者 李坤钰 李克武 +1 位作者 刘坤 王志斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期87-94,共8页

弹光调制器是一种由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的高品质因数热机电耦合器件,广泛用于偏振测量、光谱测量等诸多领域。但是在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化出现漂移,导致弹光调制器的相位调制幅值不稳定以及驱动效率... 弹光调制器是一种由各向同性的弹光晶体和压电晶体组成的高品质因数热机电耦合器件,广泛用于偏振测量、光谱测量等诸多领域。但是在高压谐振状态下,其谐振频率会随着温度变化出现漂移,导致弹光调制器的相位调制幅值不稳定以及驱动效率降低。针对该问题,首先对弹光调制器谐振频率特性进行分析,建立了弹光调制器及其高压谐振驱动电路的复合谐振网络模型,提出了利用谐振网络的幅频特性进行频率跟踪的实现方法,并设计了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的控制测试系统,实现了谐振频率跟踪以及调制幅度的测量。通过测试验证了该方案可有效进行谐振频率跟踪,提高了弹光调制器的稳定性以及驱动效率,测试时长大于90 min,相位调制幅度的标准偏差为0.83%rad。 展开更多

关键词 弹光调制器 频率跟踪 相位调制幅度 幅频特性

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基于Gige相机的激光告警图像传输系统研究

13

作者 张鹏 杜伟豪 +2 位作者 石金 吴琼 张瑞 《舰船电子工程》 2023年第2期161-165,共5页

针对光栅衍射型激光告警系统对敌军来袭激光进行参数高精度实时计算的要求,论文采用Gige工业相机设计了一种激光告警图像数据高速传输系统。该数据高速传输系统Gnet网络接口将Gige相机采集到的图像数据经FPGA的USB接口电路传输至上位机... 针对光栅衍射型激光告警系统对敌军来袭激光进行参数高精度实时计算的要求,论文采用Gige工业相机设计了一种激光告警图像数据高速传输系统。该数据高速传输系统Gnet网络接口将Gige相机采集到的图像数据经FPGA的USB接口电路传输至上位机;其次设计USB接口电路,将采集到的数据传输至上位机进行图像还原及数据存储;最后,通过C编写的上位机可视化界面对传输来的图像进行实时显示监控。经过验证,Gige相机的数据吞吐量为每秒75MB,且在上位机可以显示完整的光斑图像数据,以此说明该图像传输系统的可靠性及稳定性,并通过保存来的衍射光斑数据为后续的图像处理算法研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 激光告警 Gige工业相机 数据传输 USB接口电路

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应用双弹光级联差频调制的红外材料应力缺陷检测 被引量：1

14

作者 李克武 王爽 +1 位作者 李孟委 王志斌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期126-133,共8页

为了实现对Si、Ge、GaAs等红外材料应力缺陷检测,采用两个工作在不同频率的光弹性调制器级联,构成偏振测量系统。应力缺陷引入的双折射延迟量和快轴方位角两个参数,被加载到偏振测量系统调制信号中;利用数字锁相技术同时获取调制信号的... 为了实现对Si、Ge、GaAs等红外材料应力缺陷检测,采用两个工作在不同频率的光弹性调制器级联,构成偏振测量系统。应力缺陷引入的双折射延迟量和快轴方位角两个参数,被加载到偏振测量系统调制信号中;利用数字锁相技术同时获取调制信号的基频项和差频项幅值,然后完成两个应力参数求解。详细分析了检测原理,并搭建了实验系统进行验证。实验结果表明,该检测方法及实验系统实现了应力方向角标准偏差为0.31°,应力双折射延迟量标准偏差为0.72 nm,高速、高精度和高重复度的应力缺陷检测,并且实现了Ge样品的应力缺陷方向和值大小分布测量,可为红外材料质量测试分析和评估提供有效手段。 展开更多

关键词 应力缺陷 弹光调制 快轴方位角 延迟量

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弹光调制器相频特性分析与稳定控制技术 被引量：2

15

作者 刘坤 李克武 +2 位作者 李坤钰 王爽 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期36-41,共6页

针对弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在高压驱动下的谐振频率漂移问题,研究了一种基于PEM谐振相位跟踪的稳定控制技术。建立了PEM与其谐振匹配回路的等效电路模型,推导了PEM驱动电压的幅频、相频关系,以及PEM谐振频率与驱动电... 针对弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在高压驱动下的谐振频率漂移问题,研究了一种基于PEM谐振相位跟踪的稳定控制技术。建立了PEM与其谐振匹配回路的等效电路模型,推导了PEM驱动电压的幅频、相频关系,以及PEM谐振频率与驱动电压谐振相位的关系。搭建了PEM控制系统,以初始谐振频率的反馈电压相位为零相位基准,调节驱动电压将反馈电压相位稳定在相位基准值附近,并随谐振频率的变化修正相位基准值,从而使驱动电压频率始终稳定于PEM谐振频率附近。以1/4波、半波的PEM的相位延迟幅值为例,分别进行了时长60 min稳定控制测试,实验结果表明:(1)PEM工作在1/4波状态时,相位延迟幅值δ0标准偏差σδq=0.0014 rad,最大相对偏差为0.58%;(2)PEM工作在半波状态时,标准偏差σδh=0.0013 rad,最大相对偏差为0.32%。 展开更多

关键词 相频特性 弹光调制器 相位调制 频率跟踪 稳定控制

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45°双驱动弹光调制高速椭偏测量方法 被引量：1

16

作者 薛鹏 刘燕霖 +2 位作者 谢大洋 张瑞 王志斌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期65-69,共5页

为解决传统机械旋转补偿器型椭偏仪测量速度较慢问题,提出一种电驱动的双弹光调制的高速椭偏测量方法。通过理论分析并仿真研究45°双驱动弹光调制器工作在纯行波模式下的调制方式。结果发现,当双驱动弹光调制器工作在纯行波模式可... 为解决传统机械旋转补偿器型椭偏仪测量速度较慢问题,提出一种电驱动的双弹光调制的高速椭偏测量方法。通过理论分析并仿真研究45°双驱动弹光调制器工作在纯行波模式下的调制方式。结果发现,当双驱动弹光调制器工作在纯行波模式可实现快轴方向的高速周期性旋转,且相位延迟量为常量。结合椭偏原理,详细研究一种基于双驱动弹光调制的高速椭偏测量理论模型,结果表明,该模型光学周期<10μs,用于实际可真正实现超高速偏光调制。通过研究,有望解决半导体集成电路,微电子和光伏电池等生产过程中薄膜超高速检测难题,对薄膜在线检测、瞬态变化测量具有重要意义和学术价值。 展开更多

关键词 厚度测量 光弹性 高速椭偏测量技术 弹光调制器 在线检测 Comsol有限元仿真

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高精度磁栅式隧道磁阻微位移传感器 被引量：1

17

作者 李旺 解琨阳 +3 位作者 金丽 景宁 钟毓杰 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期121-127,共7页

利用隧道磁阻(TMR)效应设计了一种结构相对简单的磁栅式高精度微位移传感器。首先,介绍了磁栅式隧道磁阻位移传感器检测原理,凭借隧道磁阻传感器高灵敏度的特点检测磁栅敏感轴上方的空间磁场,接着利用COMSOL有限元仿真软件对磁栅结构进... 利用隧道磁阻(TMR)效应设计了一种结构相对简单的磁栅式高精度微位移传感器。首先,介绍了磁栅式隧道磁阻位移传感器检测原理,凭借隧道磁阻传感器高灵敏度的特点检测磁栅敏感轴上方的空间磁场,接着利用COMSOL有限元仿真软件对磁栅结构进行仿真设计,验证了磁栅的磁场分布特性。通过搭建四桥路检测电路能够使TMR传感器有效抑制外部磁场干扰以及温度对TMR传感器的影响;得益于90°移相电路模块的加入,得到两路相位相差90°的标准正余弦信号,解决了传统的由于空间非正交引起的相位和幅值等误差问题,为超高倍数的细分插值技术奠定了基础,最后结合细分因子为9600的插值电路,理论上可实现208 nm的高分辨率位移检测,在20 mm量程范围内能达到0.15%的位移测量精度。 展开更多

关键词 微位移传感器 隧道磁阻 磁栅 细分插值电路 高分辨率位移检测

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基于单质量块微纳光栅泰伯效应的双轴MOEMS加速度计 被引量：1

18

作者 杜艺鑫 金丽 +2 位作者 解琨阳 吴倩楠 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期98-104,共7页

对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速... 对一种基于单质量块微纳光栅泰伯效应双轴微光机电系统(MOEMS)加速度计进行了设计、加工与测试。利用有限元分析和时域有限差分法分别对双轴加速度计的敏感结构和光栅参数进行仿真优化。在保证加速度计高集成度的同时,为了实现双轴加速度的高精度测量,采用不同周期的两组光栅进行双轴加速度检测,通过磁控溅射工艺将两组光栅结构沉积在质量块的不同区域,最终通过阳极键合方式实现该双轴MOEMS加速度计的制备。实验结果表明,光栅泰伯效应双轴MOEMS加速度计x轴与y轴的灵敏度分别为3.36和3.54 V/g,零偏稳定性分别为25.53和20.91μg@1 s。该研究为实现高精度多轴加速度计提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 微光机电系统(MOEMS) 双轴MOEMS加速度计 泰伯效应 微纳光栅 阳极键合

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基于弹光调制的椭偏测量驱动电路系统设计 被引量：1

19

作者 易进 张瑞 +3 位作者 薛鹏 卜韩 王志斌 李孟委 《电子设计工程》 2024年第4期32-36,42,共6页

随着椭偏测量技术的发展,对椭偏测量速度、测量范围有了更高的要求。针对传统的双旋转补偿器测量方法受限于机械限制,调制频率低的问题。采用弹光调制技术,利用调制器的快轴旋转取代传统的旋转补偿器,设计了一种基于LC谐振放大的双驱动... 随着椭偏测量技术的发展,对椭偏测量速度、测量范围有了更高的要求。针对传统的双旋转补偿器测量方法受限于机械限制,调制频率低的问题。采用弹光调制技术,利用调制器的快轴旋转取代传统的旋转补偿器,设计了一种基于LC谐振放大的双驱动电路,利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对弹光调制器(PEM)的高速驱动控制。根据弹光调制驱动控制要求对电路设计思路和方法进行了详细分析。通过仿真和实验结果表明,所设计的电路系统输出频率能稳定控制在60 kHz,幅值能达到430 VPP以上,满足PEM快轴高速稳定驱动的需求。 展开更多

关键词 椭偏测量 弹光快轴调制 FPGA 谐振驱动

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三维纳米花NiCo-MOF非对称超级电容器储能特性 被引量：4

20

作者 牛婷婷 毛喜玲 +2 位作者 闫欣雨 王俊强 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 2024年第1期1-10,共10页

针对储能器件对高比容量、长寿命、高安全性、绿色环保电极材料的应用需求,利用一步溶剂热法制备三维纳米花镍钴双金属有机框架(NiCo-MOF)电极材料,并与活性炭(AC)一起组装了工作电压窗口可达1.45 V的高性能非对称超级电容器。通过调控... 针对储能器件对高比容量、长寿命、高安全性、绿色环保电极材料的应用需求,利用一步溶剂热法制备三维纳米花镍钴双金属有机框架(NiCo-MOF)电极材料,并与活性炭(AC)一起组装了工作电压窗口可达1.45 V的高性能非对称超级电容器。通过调控优化金属前驱体摩尔比和水热时间制备得到NiCo-MOF电极材料。该NiCo-MOF电极材料在电流密度为1.0 A·g^(-1)下,比容量高达1839.23 F·g^(-1),这主要归因于由薄纳米片组成的纳米花NiCo-MOF提供了较大的比表面积和较多的电化学活性位点,极大地促进了电解质的浸入和氧化还原反应的发生。以NiCo-MOF为正极、AC为负极制备的非对称超级电容器在1.0 A·g^(-1)下,其比容量达到105.27 F·g^(-1),经过1000次循环后,比容量保持率为89.85%。结果表明,三维纳米花NiCoMOF电极材料在超级电容器等储能领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 超级电容器 金属有机框架(MOF) 三维纳米花 电极材料 储能特性 一步溶剂热法

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