用于细胞固定的微纳SiO2基底研究

细胞阵列芯片在细胞生物学研究、药物筛选等生物医疗领域有着广阔的应用前景.针对芯片上细胞固定时需要化学修饰的限制,提出了仅通过表面结构实现细胞固定的方案.基于MEMS技术,采用DRlE在硅片上得到超疏水的微纳结构,通过简单的高温氧化工艺实现超亲水性的SiO2 结构表面;再通过控制BOE腐蚀时间得到不同形貌的基底表面.计算了基底表面上的循环肿瘤细胞的黏附效率,并在SEM下观察了细胞与基底的相互作用行为,探讨了粗糙表面影响细胞黏附的原因.实验结果表明:采用DRlE和高温氧化制备的微纳SiO2 基底表面能极大促进细胞黏附,可应用于细胞阵列芯片设计中.     

基于塑性变形的自对准垂直位错梳齿结构制作工艺

研究了基于塑性变形工艺的自对准垂直位错梳齿结构制作工艺,主要包括采用非SOI硅片实现可动电极和固定电极的绝缘,通过KOH各向异性腐蚀制作凸台实现可动梳齿和固定梳齿的精确自对准,利用塑性变形使可动梳齿和固定梳齿在垂直方向上产生位错,以及结构释放后用硅片做掩膜制作电极引线块.最后利用该工艺成功地制作出一个垂直位错梳状驱动器.     

微小差分电容检测技术的研究

在MEMS电容式加速度传感器的测试中,由于受单放大器开环增益有限的影响,提高加速度计的分辨力和稳定性是非常困难的.针对这种情况,本文采用组合放大器和地对地解调等先进技术对高频小信号进行高精度处理,实验结果表明,电路可检测的最小差分电容可达到5aF(5×10-18F).     

栅结构微陀螺大角速度信号输入下分辨率的研究

主要研究了大角速度信号输入对栅结构振动式微陀螺及其检测电路分辨率的影响。在0.01-200°/s的动态范围内,按照设计值,陀螺器件与检测电路组成的系统能够分辨0.01°/s的输入角速度变化。考虑到驱动电压和积分电容与敏感电容的特性差异的影响后,当输入角速度大于10°/s时,整个系统即无法分辨0.01°/s的输入角速度变化。针对这种情况,提出了在传感器件上集成关键元件的方法来解决大角速度信号输入下整个系统分辨率降低的问题。     

一种栅型结构微机械陀螺的研究

介绍了一种新型结构微机械陀螺的设计及制作。新型陀螺的驱动振动和敏感检测振动的阻尼均为滑膜阻尼，且几乎相同，惯性质量块为栅型结构，由弹性悬臂梁支撑，驱动固定电极和敏感检测固定电极位于惯性质量块下方。分析了新型陀螺的工作特性，说明了陀螺结构参数对陀螺灵敏度的影响，实验结果表明，大气状态下，新型栅结构微机械陀螺的驱动和敏感检测品质因子Q均可达到66。     

振子框架式微机械陀螺的有限元模拟

利用有限元方法,研究振子框式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了陀螺的结构尺寸,并为结构改进和制备工艺提供理论指导。     

一种圆片级硅三层键合的三明治加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器.采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁一质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8 mm×5.6 mm×l.26 ITUTI,其中敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.42 mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器灵敏度约4.15 pF/g,品质因子为56,谐振频率为774 Hz.     

基于数字电路的二阶Σ-Δ调制微加速度计

为了简化模拟电路部分的设计,减少模拟电路的干扰,提出了一种基于数字电路的Σ-Δ调制微加速度计.在传统由纯模拟电路搭建的Σ-Δ接口电路基础上,将基于运算放大器的比例放大、微分、积分电路使用现场可编程门阵列(FPGA)进行实现.使用分立元件搭建了PCB板级电路,实现了采样频率为50 kHz的二阶Σ-Δ闭环调制接口电路.测试结果表明:该加速度计灵敏度为1.4 V/gn,系统基带内闭环噪声密度小于400 μgm/Hz1/2.     

多传感器信息融合机器人工件识别

为了实现智能机器人对工件的自主识别,用遗传算法对模糊融合中多个参数进行优化,对多传感器信息在决策级进行模糊融合。仿真实验结果表明,该方法可以减少单一传感器的不确定性,增加结果的可分离性,从而提高系统对目标的识别能力。     

基于多神经网络模糊积分集成的无损检测缺陷分类

在无损检测信号处理和特征构造的基础上 ,用神经网络对缺陷进行识别 ,然后运用模糊积分对多个神经网络的分类结果进行融合。并以胶接结构典型缺陷的超声波检测与识别为例 ,给出了一些实验结果。结果表明用模糊积分集成后的正确分类率比单独网络的正确分类率有较大提高