基于MEMS的药物释放系统

微机电系统(MEMS:Microelectro-Mechanic System)是一个集成化系统,该系统既有传感单元,又有中央处理控制单元及执行相应操作的单元,它涉及医药、生物、材料、电子、机械、集成电路工艺等多方面的内容．MEMS技术的产生和发展将带动众多交叉学科与高新     

基于MEMS芯片实现周界入侵报警系统

近些年随着安防报警技术的不断进步,各种依附于固体防护结构上的电子周界探测系统不断推陈出新,从最开始的主动红外探测技术、电子脉冲放电探测技术,一直发展到现在有各种各样针对不同应用需求的特定周界防护系统,这其中就包含依附于金属编花或者焊丝围网上的振动探测系统。基于振动检测的周界入侵系统有很多种：震动电缆、光纤干涉、惯性振动等等,本文重点阐述利用MEMS芯片传感技术实现的振动探测周界入侵报警系统。     

MEMS表面微加工工艺技术

在介绍了北大微电子所开发的两层多晶硅表面微加工工艺和源于加州Berkely传感器与执行器研究中心的三层多晶硅表面微加工工艺的基础上,介绍了美国Sandia国家实验室开发的五层MEMS表面微加工工艺的主要技术特点.给出了利用这三种表面微加工工艺制备的一些微机械表面器件及其技术特点.     

基于MEMS器件的倾角指示系统研究

研究了一种基于MEMS加速度传感器的倾角指示系统,包括倾角指示系统的工作原理、硬件设计以及软件算法流程。与传统倾角仪相比较,该系统体积小、功耗低。试验结果表明该系统具有较高的可靠性,可用于指示需要进行姿态控制的各类飞行器的姿态。     

基于MEMS的姿态测量系统

载体的姿态测量是载体进行预计轨迹运动的基础.姿态测量有多种方式,其中采用磁场传感器测量大地磁场确定航向的方法由于结构简单、体积小、重量轻、启动迅速、成本低等特点,自古至今一直得到应用.本课题在此基础上,利用微机电系统(MEMS)技术,设计了由微机电传感器组合而成的微型方位水平仪,该系统由三轴微加速度计和三轴微磁强计组成.利用大地磁场和重力场在地理坐标系和载体坐标系之间的方向余弦转换进行绝对角度解算得到姿态角.该微型姿态测量系统体积小、重量轻、功耗低、启动快、无长期漂移,可进行全姿态动态连续测量,测角精度为±0.5°(俯仰和滚转)、±0.7°(航向).     

基于DSC与MEMS的微型测姿系统研究

针对当前无人机航姿系统对GPS信息依赖严重的特点,设计了基于MEMS ADIS16405传感器和数字信号处理器（DSC）TMS320F28335的微型惯性测姿系统。以MEMS传感器的角速度、重力加速度、航向信息,建立姿态四元数方程,解算出飞行器姿态。运用扩展卡尔曼滤波方法,消除MEMS陀螺漂移误差。DSC28335的硬件平台实现了四元数扩展卡尔曼滤波算法。转台仿真试验表明,漂移误差能在线最优估计和实时补偿,输出的航姿精度较高。该微型测姿系统具有较高的实用价值。     

基于MEMS加速度计的输入系统的研究

该文章介绍了一种新的电脑无线输入系统,使用MEMS微加速度计作为系统的敏感元器件.该输入系统包括发射端和接收端两个子系统.文章分别从工作原理、软硬件设计等方面介绍了该输入系统,包括所使用的微加速度计、微处理器和传输模块,并给出了输入系统的第一代实际PCB原型.并且在二维的基础上扩展了微加速度计在三维的应用,设计了一个新的三维模型,并进行了试验的验证.     

基于柔性衬底的人造视网膜生物微电极阵列研究

设计了一种用于刺激视网膜的生物微电极阵列,采用非硅MEMS技术,在聚酰亚胺柔性衬底上制备出了具有一定生物相容性的,电极数为20的生物刺激电极阵列,并成功实现了器件从基底的完整释放。实验中采用了二次曝光法,用金修饰了电极柱侧壁,从而提高了电极的生物相容性;采用PDMS作为柔性衬底与玻璃片的粘附层,使得器件的释放过程,简单且无毒无害,对器件也无损害。制造出的器件尺寸小,质量轻,可靠性高,机械柔性好。对微电极阵列进行了电学性能测试,在10~5000Hz频率范围,其阻抗为104~106欧姆,符合电刺激要求。     

基于MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现

微机电(MEMS)惯性传感器应用日益广泛,本文给出了一种基于新型MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现.系统采用了ANALOG DIVICES公司的AIDS16255陀螺仪,其精度较高,并增加了校准功能,能够在内部对敏感度和偏差因子进行补偿.系统具有体积小、重量轻、可扩展性好等特点.本文给出了系统的原理图和软件流程的关键内容.     

基于MEMS加速度计的飞行器姿态指示系统研究

研究了一种基于MEMS加速度计的飞行器姿态指示系统的实现方法。给出了系统的原理与整体框架,重点阐述了系统的硬件电路和软件的设计。与传统姿态指示系统相比较,该系统体积小,功耗低。试验表明：该系统具有较高的可靠性,可用于需要进行姿态控制的各类飞行器的姿态指示。     

MEMS微电源技术

结合目前国内外各种微电源的发展现状,总结微电源的研究成果,从理论上探讨了利用MEMS体硅加工工艺制作微燃料电池的可行性。指出了MEMS燃料电池的发展趋势,并对MEMS燃料电池研制过程中可能出现的困难提出了相应的解决方案。     

MEMS微探针及其在嗅粘膜神经递质检测中的研究

采用微探针电极阵列对大鼠嗅粘膜神经递质进行了在体检测.基于MEMS技术,制备了具有8通道电极阵列的微探针芯片.每一电极的传感器表面为16μm×120μm或0.3 μm×120 μm尺寸.采用循环伏安法,该探针可以检测到50 nM浓度的多巴胺.将探针固定于大鼠鼻腔嗅粘膜,对多巴胺等单胺类神经递质进行了在体检测.通过二氧化碳诱导的三叉神经刺激动物模型的研究,证明微探针适合于神经递质的多位点实时测量.     

高通量小间距细胞电穿孔装置设计及实验测试

细胞电穿孔技术是指通过施加一定的电场强度可逆地击穿细胞膜,在细胞膜上形成小孔或通路,从而使遗传物质引入细胞内.传统的细胞电穿孔装置往往需要几百伏到几千伏的电压,操作十分危险.该研究采用电绝缘的聚氯乙烯(PVC)薄膜,制作了一种电极间距为80μm的小间距电穿孔装置,并且可以进行高通量操作.经测试,所提出的小间距电穿孔装置...     

Robust optimization using a gradient index: MEMS applications

This paper discusses a simple and effective robust optimization formulation and illustrates its application to MicroElectroMechanical Systems (MEMS) devices. The proposed formulation improves robustness of the objective function by minimizing a gradient index (GI), defined as a function of gradients of performance functions with respect to uncertain variables. The level of constraint feasibility is also enhanced by adding a term determined by a constraint value and the gradient index. In the robust optimal design procedure, a deterministic optimization for performance improvement is followed by a sensitivity analysis with respect to uncertainties such as MEMS fabrication errors and changes of material properties. During the process of the deterministic optimization and sensitivity analysis, dominant performances and critical uncertain variables are identified to define the GI. Our approach for robust design requires no statistical information on the uncertainties and yet achieves robustness effectively. Two MEMS application examples including a micro accelerometer and a resonant-type micro probe are presented.     

基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计

给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。     

基于单片机技术的电缆故障定位仪设计

检测飞机电缆故障,在民航机务中是非常重要的;根据飞机电缆的自身特点,提出一种能对其进行有效测试与诊断的方法—低压脉冲法,并利用单片机和CPLD技术,设计出飞机电缆缺陷检测定位装置;该定位仪主要由三部分构成,即:信号采集电路、系统控制电路、人机交互电路;同时,采用两套晶振,既保证了信号的高速采集,又满足系统的低速处理,具有低成本、轻便灵巧、测试准确等特点;同时,除了应用于飞机电缆检修外,还可进一步应用于电信、电力等部门的短距离电缆测试缺陷检测。     

MEMS神经元微探针研究

制作了一种神经元多电极微探针,采用阻抗分析仪对微探针进行了表征,测量了该探针单个电极在生理盐水中100～1 kHz范围内的交流阻抗.1 kHz工作频率下,探针的交流电阻和交流容抗分别为100 kΩ和10 kΩ,时漂小于1%.作为微探针的初步应用,测量了两个电极之间在不同浓度的NaCl溶液中的交流阻抗.结果表明该探针基本符合神经元探针的要求,为下一步进行生物实验奠定基础.     

MEMS加速度计的GPS终端的低功耗系统设计

锂电池供电的便携式GPS定位终端,其待机时间是影响产品实际应用的一个主要因素。采用MEMS加速度计作为运动检测开关,在后台辨别目标体的动静状态,决定系统CPU工作的工作状态,合理配置GPS、GSM各模块的工作模式,优化整个的节电工作状态,可延长终端待机时长。     

基于Petri网的MEMS柔性设计建模方法

微机电系统设计具有微尺度效应和多物理场耦合的特点,而现有的面向产品宏观结构的CAD系统难以满足微米尺度设计需求,为此提出一种基于Petri网的MEMS柔性设计建模方法.在分析MEMS设计特点、框架和流程的基础上,对已有设计系统进行抽象化和精细化,获得高内聚低耦合的设计模块,并将Petri网与设计系统各模块相互关联,建立了基于Petri网的MEMS柔性设计建模框架;然后通过添加前置库所和带权有向弧调节库所最大/最小标识数,控制设计流的总数;再添加控制库所形成控制回路,使并发变迁有序执行,消解并行设计冲突;最后用Petri网的状态空间求解结果控制各模块运行,满足复杂设计流的多元关系.以ACIS为几何造型内核开发了自主原型系统,以电容式三维硅微梳齿驱动器设计为例进行应用验证,结果表明,文中方法将现有MEMS设计从自顶向下和自底向上及其混合拓展到基于Petri网的柔性设计建模,使产品设计不局限于固定的设计流程,对于提高MEMS设计效率和质量具有重要意义.     

基于片上系统的可重构数控系统研究

为适应柔性化制造的发展趋势,提出了一种基于可编程片上系统的机床数控系统设计方案,使得数控系统可以按需重构;首先给出了嵌入式数控系统的总体硬件设计,接着说明了可编程片上系统(SOPC)的内部架构设计和Nios II软核处理器具体配置,实现MCU、DSP和用户逻辑在一片FPGA芯片上的集成;最后设计了数控系统的重构方案并在EP2C50芯片上进行了重构实验,共有9,963,392bit重构数据,在20MHz时钟下整个重构周期耗时748毫秒,能满足数控机床使用中的现场实时重构要求。