基于柔性热膜传感器的流体壁面剪应力测量系统

为实现流体壁面剪应力在线测量,设计了一种基于柔性热膜传感器的流体壁面剪应力测量系统.通过分析柔性热膜传感器作用机理,研发了基于LTZ1000电压基准的高精度恒流驱动电路,开发了基于DSP2812,AD7609的18位真差分同步高速数据采集模块,并通过温度补偿方法对传感器输出信号进行了环境温漂修正.系统性能测试表明:当流场温度在10 ～30℃范围变化时,剪应力测量分辨率在0～10 Pa范围内优于0.2Pa,流体温度变化引起的系统输出信号偏差为0.6％/℃,满足实际流体壁面剪应力测量要求.     

用于边界层分离点检测的微型压力传感器阵列研究

基于边界层流动与分离的特性,探讨了根据表面压力分布变化,检测物体表面边界层分离点的测量方法.根据边界层分离点测量的特点,给出了一种基于柔性衬底的微型压力传感器阵列的结构设计,并对背引线技术进行了初步研究.设计的微型压力传感器阵列可有效满足边界层分离点的检测要求,进一步拓展了MEMS器件的工程应用范围.     

压阻式微型压力传感器敏感结构设计

在设计某一压阻式压力传感器特定敏感结构的过程中,对出现的技术难题进行了研究。文中的第2部分设计了弹性膜片的典型结构;第3部分设计了压敏电阻的尺寸以及阻值;第4部分使用ANSYS软件分析了弹性膜片在不同压力作用下的应力、应变分布,确定了压敏电阻在弹性膜片上的最佳分布位置。分析结果表明:压敏电阻距离弹性膜片边缘越近,灵敏度越高。同时计算了不同外界压力载荷和不同位置条件下压敏电阻的电压输出变化情况,提取了敏感膜片的固有频率和响应时间。文中响应时间曲线表明:所设计的微型压阻式压力传感器响应速度快,稳定时间仅为1.0×10~(-5)s。     

一种用于流动控制的MEMS微致动器研究

设计制作了一种基于M EM S技术的微气泡型致动器,并对前缘布置有微致动器的三角翼进行了数值模拟,结果表明:微致动器可以改变三角翼前缘的旋涡流状态,扰动边界层分离,改变三角翼前缘分离涡的位置,合理布置微致动器可以获得一定的俯仰、滚转和偏航力矩,利用微致动器成功进行分离涡流控制。     

微机械三维结构几何尺寸的图像测量

针对微机械三维几何尺寸测量问题,提出了基于CCD光测量技术的图像测量方法,并结合硅微悬臂梁深度和平面尺寸进行了实验研究,其结果可适用类似的三维结构测量。     

准分子激光直接刻蚀单晶硅研究

与传统的投影曝光微细加工方法相比,激光直写具有高柔性、低成本和胜任三维微型结构加工的优点。采用非稳腔的聚焦准分子激光（ＫｒＦ,λ＝２４８ｎｍ）对单晶硅材料进行直接刻蚀,从微结构刻蚀的形状尺寸及加工过程的热效应等方面研究了准分子激光直接刻蚀单晶硅的加工特性。重点考察了加工中的热效应,研究表明准分子激光与被加工材料的相互作用并非完全基于非热机理,加工过程亦有热作用参与,进一步提出了准分子激光刻蚀加工的     

硅的准分子激光直写刻蚀微细加工特性研究

针对微机械三维结构对准分子激光直写微细加工的要求,在试验研究基础上,讨论了硅已加工表面形貌、加工热与热影响区等特性,得出了加工脉冲数、能量与刻蚀深度间的相互关系.     

航空发动机内壁高温测试技术

针对航空发动机故障诊断中长期存在的内壁高温测量难题,介绍了非接触式的红外辐射测温法、光电测温计法和接触式的热色液晶示温法、示温漆测温法及薄膜热电偶等多种测试手段。根据测试技术不破坏发动机内部流场和实时在线监测的应用需求,简述了不同测量方法的适用范围和测量精度,分析了不同测量手段的研究现状和技术特点。详细介绍了通过MEMS技术制作的薄膜热电偶,分析对比了辐射测温法和示温漆测温法,指出了由于薄膜热电偶自身结构的特殊性,可被广泛使用于各类表面瞬态温度测量领域。最后对发动机内壁面的高温测量技术进行了梳理与展望。     

基于CAN总线的分布式翼面压力测量系统

为降低飞行器翼面压力检测系统对气动分布的影响,并实现翼面任意位置的压力检测,设计了一种基于CAN总线的翼面压力分布式测量系统。利用微机电系统压力传感器测量翼面压力,并使用柔性材料制作检测节点电路,最后结合CAN总线搭建了分布式测量系统;气罐实验结果显示,各节点测量均方差不超过0.1 kPa,总线连接可靠。风洞试验结果初步验证了该系统可以实现分布式翼面压力测量,同时研究结果表明该测量系统具有较好的应用前景。     

MEMS系统级设计与基于多端口组件网络的建模方法

MEMS的系统级设计对保证其整体综合性能和合理开发MEMS产品至关重要.针对MEMS的多能量域耦合、多信号混合的特点以及能量非保守等特殊要求,提出了基于多端口组件网络的MEMS系统级建模方法--采用多端口组件表示MEMS的功能结构部件,组件与组件通过端口联成网络表示整个系统;用统一规范化的微分代数方程表征并用硬件描述语言表述多端口组件.针对梁等具体的MEMS功能结构部件,采用宏建模方法确定其行为方程,从而得到有特定物理意义的、可供重用的组件模型.最后,给出了微加速度计的基于多端口组件网络方法的系统级设计示例.