低真空封装的新型变电容面积MEMS惯性传感器阶跃响应特性分析

一种新型变电容面积MEMS惯性传感器与传统的梳齿电容传感器相比,具有对梳齿电容不平行敏感度低,可加测试电压高等优点.通过对该传感器在低真空封装条件下的惯性阶跃响应特性分析,着重研究了不同梳齿电容倾斜角度对该传感器的阶跃惯性信号响应的影响,以及不同倾斜角度梳齿的位移响应和测试电压、空气真空度的关系,并把该结果和梳齿结构的情况进行比较.结果表明,工艺因素对变电容面积MEMS惯性传感器在低真空封装下的阶跃惯性响应影响很小;另外,该结构上可加的测试电压可以是梳齿电容结构上可加测试电压的近10倍,这有利于减小接口电路的噪声.以上分析论证了该新型传感器有利于降低器件的工艺要求和提高传感器的分辨率.     

低真空封装的新型变电容面积MEMS惯性传感器阶跃响应特性分析

一种新型变电容面积MEMS惯性传感器与传统的梳齿电容传感器相比,具有对梳齿电容不平行敏感度低,可加测试电压高等优点。通过对该传感器在低真空封装条件下的惯性阶跃响应特性分析,着重研究了不同梳齿电容倾斜角度对该传感器的阶跃惯性信号响应的影响,以及不同倾斜角度梳齿的位移响应和测试电压、空气真空度的关系,并把该结果和梳齿结构的情况进行比较。结果表明,工艺因素对变电容面积MEMS惯性传感器在低真空封装下的阶跃惯性响应影响很小;另外,该结构上可加的测试电压可以是梳齿电容结构上可加测试电压的近10倍,这有利于减小接口电路的噪声。以上分析论证了该新型传感器有利于降低器件的工艺要求和提高传感器的分辨率。     

中国微米纳米-----梳齿式加速度传感器敏感结构等效并联电阻对输出的影响分析

梳齿式加速度传感器敏感结构间感应电容的测量会受到结构间等效电路参数的影响。多层瓷片电容的结构与梳齿式加速度传感器敏感结构类似。本文类比多层瓷片电容中等效电路参数的研究,分析了梳齿式加速度传感器敏感结构间等效电路参数对感应电容测试结果产生的影响。     

梳齿式电容加速度传感器等效并联电阻对器件输出产生的影响

梳齿式电容加速度传感器检测电容的测量结果会受到除感应电容之外的其他等效电路参数的影响。梳齿式电容加速度传感器的结构与多层瓷片电容（MLCC）的结构类似,因此可以借鉴多层瓷片电容中等效电路参数的研究方法对电容加速度传感器中的等效电路参数进行研究。本文将对梳齿式电容加速度传感器检测结构中的等效电路参数进行建模,并分析这些等效电路参数对测试结果产生的影响。     

倾斜梳齿的MEMS电容式加速度传感器自我标定特性研究

本论文研究MEMS电容式加速度传感器的自我标定方法,模拟机械振动台标定,提高标定效率和降低标定成本,并从理论上分析了DRIE工艺误差对传感器自我标定精度的影响。本文分析的传感器模型梳齿间距为4um,厚度80um,传感器自我标定以模拟幅值为1g的振动台标定为例,针对DRIE工艺加工的高深宽比梳齿电容存在正负侧壁倾斜角α的情况,分析了该倾斜角对梳齿式传感器自我标定的影响。分析结果表明：传感器工作在开环电路时,梳齿的倾斜对传感器自我标定影响明显,且随着倾斜角度的增大而增大。与梳齿完全平行时传感器的自我标定相比,倾斜角为±0.1°时,自我标定误差约为10%;倾斜角为0.5°时,自我标定误差约为27%;倾斜角为-0.5°时,极板发生吸合。表明传感器工作在开环电路时,梳齿的倾斜角对传感器的自我标定影响明显,而传感器工作在闭环电路时,梳齿的倾斜对自我标定的影响明显降低,当倾斜角小于±0.5°时,自我标定的误差小于0.6%,理论误差接近于激光干涉仪绝对标定法的误差(0.5%－1%),证明了自我标定方法的可行性。本文还分析了倾斜角影响自我标定精度的原因以及提出了开环自我标定时减小倾斜角误差的方法,并阐述了具体的修正步骤。     

加速度传感器在电容法车辆载荷检测中的应用

利用车载式电容传感器检测车辆载荷时,增加了双轴加速度传感器ADXL202AE,利用其Y轴检测车辆行驶过程中前进方向的加速度,X轴检测车厢内载荷左右方向装偏时电容上极板的斜度,并定量地分析出了加速度和极板斜度与载荷检测结果之间的关系。     

平行梁式电容传感器极板耦合角位移计算和分析

为了解决平行梁式电容称重传感器极板耦合角位移带来的输出电容值与输入载荷之间的非线性问题,运用力法对平行梁式弹性体超静定结构进行了计算分析,得出了与上下极板夹角关联的主要结构参数,通过内力对极板角度进行了解析,并在有限元软件中验证了计算的正确性。此结果为平行梁通过结构参数设计优化耦合角位移提供了理论方法,并根据非平行板电容计算公式,构建了更加精确的载荷与电容的数学模型,为传感器输出输入特性曲线的拟合提供了依据。     

同面散射场电容式砂含水量传感器的研究

针对电容式砂含水量传感器的特殊结构,本文从同面散射场电容传感器的等效电容的分析出发,优化了电容极板的大小;使用有限元法分析了极板间距、极板对数以及极板结构对传感器灵敏度的影响;并对传感器的隔离板材料的介电常数选择问题进行了探讨。结果表明双电极小极板结构的普通陶瓷隔离的传感器结构尺寸小,灵敏度高。本研究对同面散射场电容式砂含水量传感器的结构参数优化有实际指导意义。     

基于微位移定位系统MEMS梳齿位移传感器的研究

MEMS硫齿位移传感器是一种基于MEMS技术电容理论的传感器,具有体积小、重量轻、性能稳定、功耗低和易于集成等特点.首先探讨了梳齿传感器的工作原理,随后介绍了使用梳齿传感器有效检测微动工作台位移的方法,并进行了结构失效和梳齿电极不平行失效的可靠性分析.通过采用这种传感器可以达到提高微位移定位平台系统的集成度、精度、分辨...     

驱动信号对电容式传感器特性的影响分析

在电容检测中,交流电压驱动常常是测量电容变化的必要手段。驱动电压引起作用于可动电极上的静电力,从而影响到可动电极的运动。因此,交流电压的静电驱动势必影响测量的范围和精度。本文详细地分析了由交流电压引起的静电驱动力对微机械结构表态位移特性的影响,并以电容式加速度传感器为例,分单边驱动和双边驱动两种情况,推导出可动电极的运动微分方程。运用近似和图解的方法分另在特殊和一般的情况下求解方程,得到静电驱动电     

一种基于位相调制的光纤电压传感器

一种基于位相调制原理的光纤电压传感器,充分利用3×3光纤定向耦合器的光学特性,使得光路结构更加简单、可靠.光路设计中舍弃了温度效应显著的波片,并利用3×3光纤定向耦合器实现了光的正交干涉.在信号处理中利用软件解调的方式大大简化了硬件电路设计,并消除了由此引入一系列不稳定因素提高了测量结果的可靠性.试验结果表明,该系统有较好的温度稳定性,其精度优于0.91%,可以推广应用于电力系统.     

基于锁相混频原理的高精度激光外差干涉信号的处理方法研究

利用锁相环实现拍频转换,将高频干涉拍频信号降频至1.0 kHz,通过填脉冲式测相方法获得被测相位差.实验结果表明利用该方法在拍频转换后易于获得0.078°的高精度相位差,而且该方法具有实现电路简单、频率稳定性高和相位跟踪稳定的优点.     

基于Adams/Car的客车前悬架模型的仿真分析

利用Adams/Car建立钢板弹簧非独立悬架模型,并进行双轮平行跳动仿真试验.仿真试验得到外倾角、车轮前束角、主销内倾角与车轮跳动行程的关系,前束角变化很小,为0.01°/100 mm;车轮外倾角变化很小,为0.019°/100 mm.分析得出的外倾角、车轮前束角和主销内倾角均在合理的取值范围内,该悬架系统具有良好的操作稳定性.     

Dielectric properties of liquid crystals for display and sensor applications

Temperature dependence of dielectric properties of nematic liquid crystals are investigated for two types of devices: wide temperature range liquid crystal (LC) displays and capacitor temperature sensor. Both real and imaginary components of the dielectric constant have been measured in wide frequency and temperature range including t < 0 °C as well as versus the angle θ between the directions of both magnetic and electric field in the measuring scheme. Some physical parameters of the nematic LC (NLC) dielectric relaxation have been determined. Effective values of the LC dielectric permittivity with different values of the LC pretilt angles in different parts of a complex LC cell have been simulated.     

Study on the light delivery to a transmissive‐LCD spatial light modulator used in an LED projector

Abstract— The main targeted areas of this study focused on the optical analysis and design verification of light delivery to a transmissive‐LCD spatial light modulator in LED projectors. The behavior and the distribution pattern of the LED light source, its ray path, and its secondary optical performance in the light tube were investigated. Through the use of LightTools, an optical analysis software, an optical engine structure was established to simulate the LED‐light‐source distribution at the outlet of the light tube after passing through the focus lens. Optical experiments, including a goniophotometer, and scanning illumination measurements were then used to compare the results with computer‐software simulation results to ensure rationality and accuracy of the optical simulation. By using the improved approximation method for uniformity, it was found that the most suitable tilting angle for the light tube would be between 49.2° and 49.4°. The value of the light angle for minimal light intensity deviation to occur was found to be 9°. The optimum location for the light source was found to be 1 mm within the center of the light tube and at 35 mm away from the inlet of the light tube; the effect of uniformity was observed.     

高线性双电容位移式传感器的设计与应用

针对液位检测的需要，设计了一种双电容位移式传感器，因采用双电容互补设计及合理的结构，消除了温、湿度等干扰的影响，同时具有大量程、线性好等特点，能在０°～１８０°范围内容量变化线性度优于０．１％。     

不平行接触下的螺栓连接刚度及其转子动态特性

针对航空发动机的典型螺栓连接结构,以高温合金螺栓连接为对象,提出了考虑螺栓端头支撑面不平行接触下的连接刚度演化机理及其对转子模态的影响规律.将螺栓与被连接件各结合面的几何误差表征为螺栓端头的不平行接触,建立了拧紧过程和轴向加载过程仿真模型.通过改变支撑面的不平行度模拟几何偏差的影响,分析了不平行度从0°到2°时的连接结构力学性能,揭示了非理想接触下螺栓预紧力的变化规律以及应力分布规律,建立了考虑连接结构不平行度的转子模态仿真模型,揭示了连接刚度不均匀分布下的转子模态变化规律,为转子连接结构的设计及服役性能的评估提供参考.     

梳齿分布结构对静电驱动二维微扫描镜机械转角的影响

为增大静电驱动二维微扫描镜的机械转角,基于非线性动力学理论研究了不同梳齿结构对其振幅的影响,理论上得到发散型梳齿分布相较于平行型梳齿分布具有更大的机械转角。此外,采用绝缘体上硅(SOI)加工工艺设计并制作了这两种结构的微扫描镜,并对其相关特性进行了测试。测试结果表明:在相同的驱动电压下,发散型结构始终都比平行型结构具有更大的机械转角,与仿真结果基本一致;当加载驱动电压为42 V的方波信号时,发散型结构扫描镜的可动框架和镜面的最大机械转角可以达到12.3°、13.49°,而平行型结构扫描镜的可动框架和镜面的最大机械转角则为10.25°、11.68°。     

用于气体传感器的声表面波振荡器频率稳定性分析

作为声表面波(SAW)气体传感器的关键元件,SAW振荡器的频率稳定性直接影响到传感器的灵敏度和检测下限.因此,提高SAW振荡器的频率稳定度是传感器研究的关键.这里在ST石英基片上研制了一种具有低插入损耗(在10dB以内)、单一模式控制的SAW双延迟线型振荡器,并分析了作为频控元件的延迟线Q值以及系统温度对振荡器频率稳定性的影响,提出了改善方法.另外还研究了高频SAW延迟线型振荡器的频率稳定性,研制了一种300MHz频段上的SAW双延迟线型振荡器,其频率稳定度达到了0.066×10-6量级.     

Effects of line length,orientation angle,and drawing direction on the straight‐line drawing performance of elderly Taiwanese adults during iPad use

The present study investigated the effects of drawing direction (top‐down or bottom‐up) and orientation angle (0°, 60°, or 300°) on the stability of straight‐line drawing with varied line length (5.7, 11.4, or 17.1 cm) of elderly Taiwanese adults. These three independent variables were within‐subject factors. In total, 38 elderly adults participated. The straight‐line drawing task was performed on an iPad using an electronic pen. Straight‐line drawing performance was analyzed using three‐way repeated analysis of variance measures. The results indicated that the error rate was significantly higher in the top‐down condition than in the bottom‐up condition and was higher for the 5.7‐cm line length than for the 11.4 or 17.1 cm lengths. In addition, the average drawing speed in the top‐down condition was significantly greater than that in the bottom‐up condition and was significantly greater at 17.1 and 11.4 cm than at 5.7 cm. The orientation angle also significantly affected the average drawing speed, which demonstrated that the 60° condition yielded a significantly greater speed than the 0° or 300° conditions. Our findings have implications for product design and computer–human interface design for seniors. Further studies are needed to determine whether these findings can be generalized to more complex motor movements and cognitive abilities.