微旋转结构在薄膜应力测量中的应用

利用有限元仿真方法,研究了微旋转结构几何参数对结构应变响应的影响.结果表明,固定梁与旋转梁的长度以及这两种梁连接部分的宽度和连接中心距都对结构的应变响应具有较显著的影响,而梁的宽度及连接部分的长度对应变响应的影响可忽略,因此,需要综合考虑以达到结构的优化设计.给出了一组旋转结构的设计参数.     

一种MEMS平板型同位素微电池的设计与制作

针对倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构的同位素微电池难于加工以及放射性薄膜不均匀等缺陷,设计了一种较为简单的平板型能量转换结构.引入金属区这一结构,增强了放射源薄膜的接触稳定性.63Ni放射源电镀实验最终得到了一组理想的短路电流和开路电压数据.结果表明,该结构与传统的能量转换结构相比有更稳定的功率输出.     

浮动式微剪应力传感器及其在气动测量中的应用

正壁面剪应力的测量是试验空气动力学领域中的一项重要测试任务。精确的测量剪应力能够判断边界层内的流体运动状态,为主动流动控制、摩擦阻力的计算提供依据。采用MEMS工艺制作的微剪应力传感器具有尺寸小、频响高、功耗低等特点,为壁面剪应力的测量提供了一种新的方法。     

基于微型热敏传感器阵列的边界层分离点测量研究

通过分析流体边界层分离原理,针对分离点附近物面剪应力的变化规律,提出了用微型热敏传感器阵列在被测物体表面贴附完成实时分离点检测的测量方案.同时,提出了基于流体壁面剪应力分布测量边界层分离点原理的一维微型热敏传感器阵列输出信号的处理方法,并利用柔性一维热敏传感器阵列在标准翼型NACA0012上进行低速风洞试验,得到流体剪应力对应翼型表面位置传感器上的输出电压数据.通过对试验结果进行数据处理,验证了该判定方法对分离点位置判定的正确性和有效性.     

一种可支持任意流程的MEMS设计工具

当前MEMS CAD软件中可以支持的设计流程比较固定和单一,已不能完全满足由MEMS器件种类日益增多所带来的设计新需求.论文提出了一种可支持任意流程的MEMS设计方法,并基于此建立了设计工具原型系统.该方法采用通用的系统级、器件级和工艺级的三级架构,但以网表、标准格式的实体模型和版图文件分别作为这三个级别设计数据的出入口.设计了相应的信息提取算法及程序,实现了任意两个级别之间的数据自动传递,从而可以支持在该架构下的全部六种设计流程.尤其是由系统级到器件三维实体再到工艺版图的设计流程为国际上率先实现,其从功能逐步综合到器件结构,可有效减少设计的迭代次数.设计实例表明,基于该工具可以针对不同的MEMS器件选择最优的设计路线,显著提高了MEMS的设计效率.     

全柔性热膜微传感器阵列制造工艺及性能优化

利用MEMS微加工技术,以镍作为热敏材料,在柔性衬底上制作出了全柔性热膜微传感器阵列,具有软性可弯、便于曲面贴附实现分布测量、高灵敏度的特点。结合制备工艺与性能测试,首次系统性分析掌握了氩气压强、衬底温度、溅射功率、退火温度等工艺参数对电阻温度系数的影响规律。通过优化工艺参数以提高柔性热膜微传感器的电阻温度系数,使其达到了4640 ppm/℃,并且保持了较好的线性度。     

基于基因表达谱芯片的人参对衰老脑组织作用研究

应用生物芯片技术诠释中药抗衰老作用基因机理的研究日益得到人们的重视。针对D-半乳糖造成的小鼠亚急性衰老模型,采用Cy3和Cy5 2种不同的荧光染料,通过逆转录反应将实验组和对照组的小鼠脑组织细胞mRNA分别标记成2种探针,混合后与小鼠基因表达谱芯片杂交,借助计算机分析扫描芯片荧光信号图像,寻找出经人参作用后表达有显著差异的基因,并对这些基因进行了生物信息学分析。研究表明人参水煎剂对衰老小鼠脑组织的基因表达谱具有显著影响,其中N ckap1基因及A tp5a1基因可能是人参抗衰老作用的靶基因。     

薄膜残余应力对MEMS微型光栅性能的影响

微型光栅结构薄膜中由于残余应力的存在引起器件在光学和机械性能方面发生显著变化．有限元仿真和分析结果表明，膜内的残余拉应力越大，越利于提高和改善器件工作过程中的光学效率．然而，残余拉应力的增加将显著增大结构工作时的驱动电压，使驱动电路的设计与制作更加复杂；同时，还将导致结构的最大工作位移明显减小，极大限制了光栅的应用领域．另外，残余拉应力的增加也会使结构的共振频率变大，从而影响器件的工作带宽．因此，为了使光栅的使用和工作性能满足设计指标要求，在设计当中就要充分并折中考虑残余应力对各个性能参数的影响．并且在随后的加工和制作过程中对其进行严格控制．     

基于领域本体的制造网格服务自动组合技术研究

为实现制造网格应用的自动化，提出了一个基于领域本体（ontology）的服务自动组合体系结构及其相应的算法。领域本体基于TOVE、STEP、PSL三个成熟的制造本体和网格服务概念模型构建。体系结构以语义结构良好的用户目标作为输入，输出预约的可执行工作流；通过基于领域本体推理的反向递归组合算法，能够实现本地仓库中工作流的重用和网格范围内服务的新工作流组合；支持抽象、具体两个层面的松耦合工作流组合（对应于编排（Choreography）和编制（Orchestration））；支持面向服务质量的工作流优化选择和工作流预约。实现了一个原型系统，实例的实验结果证明了该体系结构和算法的有效性。