一种导弹触发引信用微机械惯性敏感装置

为适应小型化、模块化需要,应用微机械加速度传感器设计了集成化的触发引信惯性敏感装置.介绍该装置的结构组成、基本工作原理.特别重点介绍了微机械加速度传感器的结构设计、加工工艺流程.通过冲击动作特性、环境适应性、电路匹配性、高速碰撞验证等试验验证,结果表明该装置性能满足触发引信的安全性和作用可靠性要求,具有良好的应用前景.     

Si微电容式加速度计动态参数的提取

介绍了一种电容式微Si加速度计的基本结构以及静电激振法用于电容加速度计动态参数测试的基本原理。提出了在开环条件下,采用静电激振法对该类型电容加速度计动态参数测试的电路方案。通过分析获得了扫频特性曲线和阶跃响应曲线,得到了传感器的固有频率、阻尼比。试验结果表明,采用静电激振法得到的结果与传感器设计值比较接近。可以认为,开发的动态参数测试系统是快速且有效的。     

MEMS惯性传感器现状与发展趋势

自上世纪90年代以来,针对MEMS惯性器件的研究越来越多,MEMS惯性传感器开始得到广泛的商业应用。本文对部分MEMS惯性传感器国内外的新近研究成果进行了分类与归纳,分别对MEMS加速度计、MEMS陀螺仪和微惯性测量组合以及惯性微系统进行了研究与分析。对MEMS惯性传感器发展趋势进行了初步推断,认为未来MEMS惯性传感器的发展主要有四个方向:高精度,以满足日益精细化、智能化的应用需求;微型化,以实现便携、分布式应用要求;高集成度,以完成多种功能高密度组合;适应性强,以适应复杂应用环境,拓宽应用范围。     

一种新型无源MEMS万向碰撞开关

采用MEMS体Si加工工艺和圆片级封装技术,开发了一种基于特种运输中的新型无源MEMS万向碰撞开关。开关选用弹簧-质量-阻尼的典型碰撞结构,对惯性加速度计敏感,以碰撞接触的形式提供导通电阻信号,并拥有500g径向360°和1000g纵向碰撞触发,单个器件可以实现多个器件的功能。经过仿真设计和工艺研究,最终完成了开关的制作,封装后体积后为6.6mm×5mm×2.4mm。经测试表明开关实现了初始的设计阈值,导通电阻约10Ω,导通时间约10μs,验证了抗5000g冲击能力,它具有体积小、重量轻、高可靠、低成本,可反复使用等特点,在可靠性跌落试验、汽车安全碰撞试验和飞行器上具有广泛的应用前景。     

一种新型无源MEMS万向碰撞开

采用MEMS体Si加工工艺和圆片级封装技术,开发了一种基于特种运输中的新型无源MEMS万向碰撞开关.开关选用弹簧-质量-阻尼的典型碰撞结构,对惯性加速度计敏感,以碰撞接触的形式提供导通电阻信号,并拥有500 g径向360°和1 000 g纵向碰撞触发,单个器件可以实现多个器件的功能.经过仿真设计和工艺研究,最终完成了开关的制作,封装后体积后为6.6 mm×5 mm×2.4 mm.经测试表明开关实现了初始的设计阈值,导通电阻约10 Ω,导通时间约10 μs,验证了抗5 000 g冲击能力,它具有体积小、重量轻、高可靠、低成本,可反复使用等特点,在可靠性跌落试验、汽车安全碰撞试验和飞行器上具有广泛的应用前景.     

MEMS压阻加速度传感器阻尼特性研究

研究了空气阻尼对MEMS压阻加速度传感器性能的影响,建立了传感器动力学模型和空气阻尼模型,分析了空气间隙大小与传感器阻尼系数的相互关系,通过控制空气间隙可以达到控制加速度传感器阻尼的目的。根据分析结果设计了三明治结构封装的传感器,应用有限元仿真软件,对传感器的应力和应变进行了仿真计算,完成传感器结构参数设计;采用MEMS体硅加工工艺和圆片级封装工艺,制作了MEMS压阻加速度传感器。测试结果表明,采用三明治结构封装形式,可以控制压阻加速度传感器的阻尼特性,为提高传感器性能提供了途径。     

低阻尼MEMS加速度传感器频率特性快捷测试法

提出了一种适合低阻尼MEMS压阻加速度传感器频率特性的测试方法,可较为快捷地获得传感器谐振频率和阻尼比等频率特性。首先介绍了该方法的理论依据和计算方法,然后介绍了典型测试系统构成和测试结果,并将该方法的测试结果与传统扫频测试方法的测试结果进行了对比,本方法所测得的传感器谐振频率和阻尼比分别为26.58 kHz和0.015,扫频测试方法所测得的传感器谐振频率和阻尼比分别为26.66 kHz和0.005。结果显示,该方法所得结果具有较好的精度,并具有操作简单、快速、重复性好及系统搭建成本低等优点。该方法已应用于汽车碰撞用MEMS压阻加速度传感器的生产,作为检测和筛选的测试手段。     

一种基于微熔技术的MEMS大量程压力传感器北大核心

基于半导体硅的压阻效应,研制了一种MEMS大量程压力传感器。为了实现大量程压力测量,采用了不锈钢材质制作了压力敏感膜片。利用有限元分析软件对传感器敏感芯体进行了结构建模仿真分析和优化设计。采用玻璃微熔技术将敏感电阻粘结固定在不锈钢敏感膜片上。利用成熟的微电子机械系统（MEMS）加工工艺,完成了可以在高温下工作的绝缘体上硅（SOI）敏感电阻的制作。采用激光焊接方法将敏感芯体焊接到传感器基座上,提高了结构的机械强度。信号调理采用了压力信号专用集成电路（ASIC）,具有高精度的放大和温度补偿功能。完成了整体封装和调试后,对压力传感器的主要性能指标进行了测试,结果表明压力传感器的工作温度为-55～150℃,压力量程0～42MPa,精度〈0．5％。