一种用于微机械惯性传感器中的16位ΣΔ调制器

A fourth-order low-distortion low-pass sigma-delta （∑△） modulator is presented for micro-machined inertial sensors. The proposed single-loop single-bit feedback modulator is optimized with a feed-forward path to decrease the nonlinearities and power consumption. The IC is implemented in a standard 0.6 μm CMOS technology and operates at a sampling frequency of 3.846 MHz. The chip area is 2.12 mm^2 with 23 pads. The experimental results indicate a signal-to-noise ratio （SNR） of 100 dB and dynamic range （DR） of 103 dB at an oversampling rate （OSR） of 128 with the input signal amplitude of-3.88 dBFS at 9.8 kHz; the power consumption is 15 raW at a 5 V supply.     

基于多壁碳纳米管/SiO2复合材料检测的新型电容型碳纳米管湿度传感器

A novel capacitance-type relative humidity(RH) sensor based on multi-wall carbon nanotube/SiO_2 (MWCNTs/SiO_2) composite film is reported.Details of the fabrication process,possible sensing mechanism and sensing characteristics,such as linearity and sensitivity,are described.The capacitance of the MWCNTs/SiO_2 composite film shows typical concentration percolation behavior with increasing MWCNT loading.At loadings below the percolation threshold(1.842wt%),the sensor capacitance increases obviously with i...     

多晶硅薄膜的高温压阻效应

利用LPCVD制备重掺杂多晶硅薄膜,在0～560℃温度范围内对薄膜的压阻效应进行研究,同时对多晶硅薄膜应变系数随温度的变化,以及薄膜的淀积温度与薄膜厚度对应变系数的影响进行了相关的实验研究.结果表明,利用多晶硅材料制作的压敏电阻,其最高工作温度可以达到560℃以上.     

M-Z型硅基ARROW压力传感器设计

分析了M Z型硅基ARROW压力传感器的结构设计参数 ,并用计算机软件ANSYS对如下参数进行有限元方法 (FEM )研究 ,模拟了硅弹性膜片应力分布 ,确定了弹性膜边缘是传感臂具有高灵敏度的理想位置 ,并据此计算出由光弹性效应引起传感臂相位变化及其与压力的之间线性关系     

压电膜片的优化设计及在微泵中的应用

压电驱动是微机械系统(MEMS)微执行器最有发展前途的驱动方式之一。该文采用ANSYS有限元软件对压电膜片结构参数和在微执行器上的装配方法进行了优化设计,得到PZT/Si,PZT/Cu压电膜片结构的优化数据,将其应用于有阀微泵的研制。经测试,微泵压电驱动效果与仿真结果一致,微泵背压可达836 Pa,流量达1.4 mL/min。     

使用高浓度甲醇的微型直接甲醇燃料电池

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料作为流场基体,以不锈钢薄片作为集流板,设计制作了一种新型空气自呼吸式微型直接甲醇燃料电池.采用线切割、激光切割等微加工技术制作集流板,并在集流板表面溅射金作防电蚀处理以降低接触电阻.通过对电池阳极传质的建模仿真以及性能测试发现,与传统微型DMFC的阳极结构相比,该阳极结构有效...     

多晶硅薄膜制备方法与压阻特性的研究

对磁控溅射和低压化学气相淀积(LPCVD)2种方法制备的多晶硅薄膜的电学和压阻特性进行了研究,并讨论了结晶化工艺对磁控溅射薄膜性质的影响。实验表明:LPCVD薄膜稳定性、重复性较好,应变系数可达到20以上;磁控溅射薄膜经适当结晶化工艺处理具有纳晶硅的结构特征,应变系数可达到80以上。利用扫描电镜(SEM)图片结合电阻率和应变系数的测试结果,讨论了2种方法制备出的多晶硅薄膜应用于压阻式力学量传感器的可行性。     

三维阶梯结构微混合器设计、制作及性能分析

为改善微纳尺度下流体的混合效果,在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基底材料上,设计制造了一款新型三维阶梯结构微混合器.混合器由一个T-型进样沟道和6个三维阶梯混合单元组成,采用超精密雕刻机在PMMA基片制作微米级结构,利用有机溶剂混溶浸泡法,在低温常压条件下键合得到.数值仿真结果表明:混合器效率受到台阶结构尺寸和流体速度的影响,当0.1≤Re≤5时,混合腔横截面的浓度方差σ0.1,接近充分混合;当流速在1~20 m L/h范围内时,将混合器用于微量溶液p H的调节取得了理想的结果.     

双片集成数字硅陀螺接口ASIC的设计与测试

为实现MEMS陀螺高精度、数字化和小型化,适应惯性导航和测量等领域的应用要求,采用双片集成方式,基于0.5 um的N阱CMOS工艺,设计并实现了一款实用化的MEMS陀螺接口电路.设计了基于高频载波的闭环自激驱动电路和低噪声差分敏感检测模拟前级电路,高频信号将敏感信号调制到高频后与闪烁噪声相加,经过开关相敏解调以及低通滤波后得到低噪声模拟角速度输出,并由集成的高分辨率四阶单环一位sigma delta ADC将模拟信号转化成为数字信号,实现数字化输出的硅陀螺接口电路.测试结果表明:sigma delta调制器的动态范围达到130 d B,陀螺整机量程为±200°/s,带宽为60 Hz,刻度因子为46.45 LSB/((°)·s~(-1));线性度为342×10~(-6),输出噪声为0.004(°)·s~(-1)/Hz1/2,零偏稳定性为3.4°/h.通过电路集成实现了小型化、低成本和角速度数字化精确输出,测试结果与其他相关研究对比表明该结构可以得到很好的性能.     

一种电容式闭环微加速度计系统

为了提高闭环微加速度传感器的性能,对反馈系统实现更好的控制作用,引入了PID控制器,并建立了闭环系统数学模型,分析了系统的传输函数.利用SIMLINK对该模型进行了仿真分析,结果表明PID控制器很好的改善了系统的阻尼,减小了系统的响应时间和调节时间.通过实验得到阶跃响应波形,证明PID控制的引入可以大大提高系统性能。