仿生湿吸二维微力传感器设计与试验研究

设计了一种L型的二维微力传感器,该二维微力传感器采用悬臂梁式结构。在弹性力学和材料力学基础上,利用Solidworks三维建模软件和ANSYS仿真软件对传感器分别进行模型建立和有限元应变分析。对该二维微力传感器的实体进行标定,得出了力和输出电压之间的关系。然后,在设计与分析二维微力传感器的基础上,研制了二维微力传感器阵列测试系统。最后,在测试系统实施了不同预压力下的湿吸力测试试验,验证了传感器和系统的可靠性。     

微弯光纤传感器位移灵敏度研究

根据光纤模式耦合理论,光纤微弯时光纤中的传输光有光功率损耗,对微弯光纤传感器出射光强进行分析、测量,实验得出了位移灵敏度与微弯周期的关系,对应用微弯光纤组成分布式光纤测试系统的传感器具有重要意义。     

一种新型微流体系统设计与合理性分析

微流体系统作为一种可对流体进行精密控制、操作与检测的技术,其发展为细胞体外培养提供了新的平台,而且可与生物传感器结合构成微流体传感测试系统,大大提高细胞传感检测的精确性、一致性和稳定性。在微系统设计与制造的基础上,提出了一种新型微流体系统结构,应用COMSOL软件建立了微流体系统模型,通过对其流动特性的分析对比,优化了系统结构,系统地研究了其对细胞培养与检测的影响。结果表明:该结构既能实现细胞的长期培养;又能通过精确的微流控制,结合生物传感器,对不同时期或不同病态的细胞进行实时检测和分析。该研究对医用药物测试芯片与微流传感测试系统有着重要的意义。     

基于MATLAB的微气压传感器测试系统的气压控制仿真

针对微热板式微气压传感器的静态和动态性能测试,对传感器的真空测试环境进行了实时控制仿真.运用模糊控制算法与模糊PID控制算法,对实验进行了建模及MATLAB仿真,并比较了两种算法的控制效果.结果显示,调整系统控制量的模糊PID控制稳态误差小,控制效果明显优于模糊控制算法.本仿真结果为实现传感器所需真空测试环境1kPa～100kPa的实时气压控制提供了依据.     

多通道微流量气体流量测试仪的研制

介绍了一种多通道气体微流量测试仪,用于卫星推进系统气体流量测量。设计了基于节流式测量原理的孔板式微流量传感器,详细介绍了该流量传感器探头的结构、流量测试系统的组成、功能及特点,以及传感器数学模型的建立。该流量测试仪结构紧凑、轻巧、信号可以进行远距离传输,使用方便。     

微计量超声波传感器

为了获得高的空间分辨率,而以聚焦超声波传感器作为声学显微镜的超声波敏感器件,最近,相继开发出各种类型的聚焦传感器,用以开拓诸如超声波微光谱学,超声波微计量学等新领域,以显微标度定量测试材料的微观特性与结构,本文介绍在定量测试系统中聚焦传感器及其在微光谱学和微计量学中的应用。     

基于六维微位移传感器的并联微操作台全闭环控制

以一种新型的6-PSS并联微操作台为对象,将六维微位移传感器应用于微操作台的终端运动平台,设计了一种全闭环的控制系统。介绍了系统各部分的结构组成和工作原理,包括6-PSS微操作台结构及其运动学分析、六维微位移传感器组成与原理。由开闭环下的实验结论比较得知,通过基于六维微位移传感器的全闭环控制,系统定位精度得到提高,实现了终端运动平台六维位姿的精确控制。     

微纳甲烷传感技术的研究

针对矿山物联网发展对甲烷传感器低功耗、微型化、低成本的设计要求,对一种基于微纳米技术的载体催化燃烧式甲烷传感器展开研究,着重介绍了该种甲烷传感器的微加热器及低维甲烷传感方面的研究现状及相应成果,并介绍了一种新型金属-绝缘体-金属结构的金属氧化物半导体甲烷传感器。该种甲烷传感器具有功耗低、体积小等特点,符合矿山物联网的发展需求。     

MEMS微型NO2气体传感器的研究

采用MEMS技术制作了硅基微型NO2气体传感器,选用高分子金属酞菁聚合物酞菁铜作为敏感膜,从半导体理论出发解释了酞菁铜的敏感机理。阐述了该传感器的结构与工艺流程,并测试了传感器的气敏特性、温度特性、响应时间和恢复时间等敏感特性。实验结果验证了酞菁铜对NO2气体的敏感性,该传感器可以检测到10^-6量级的NO2气体,且响应时间快。     

硅谐振式压力微传感器模型与开环特性测试

基于谐振式硅微结构压力传感器幅、相频率特性的分析,利用北京航空航天大学微传感器实验室研制的谐振式硅微结构传感器开环测试系统的测试实验结果和Matlab实验数据处理与拟和分析计算,建立了微传感器的二阶模型.该模型排除了未知相位延迟的影响,从幅值和相位混合的测试数据中精确计算出谐振频率、品质因数以及相位特性,为闭环测试系统的研制提供了依据.     

基于模型识别技术的高温微型压力传感器

高温压力传感器应用在很多领域,由于高温将使放大电路工作失效,因而采用将放大电路与传感器件分离的设计方案是解决高温测量的方法之一。介绍一种将放大电路与传感器件分离的基于模型识别技术的微型电容式压力传感器。传感器件由MEMS工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成。对电路的工作过程进行了计算机仿真和试验,并给出了微型高温压力传感器的MEMS工艺设计流程。     

某型靶弹高度导航系统的设计

为某型靶弹设计高度导航系统;由于靶弹是模拟飞机的巡航飞行,其高度在12000~15000 m,所以靶弹对其高度导航精度要求较高;通过对大气数据包括气压随高度的变化、温度随高度的变化、空气密度随高度的变化等的研究,设计了一套大气机惯导组合导航系统,硬件系统用MOTOROLA MPX2100压力传感器、单片机和XW-IMU5200惯导等为主的器件搭建,硬件系统设计为以固定时间间隔气压传感器修正惯导系统;通过对惯导误差、气压高度模型和大气数据等的分析,并针对靶弹飞行特性,简化了气压高度公式;在软件上应用了卡尔曼滤波进一步提高其计算精度;该系统具有精度高、可靠性强、重量轻体积小、造价低廉等优点。     

基于电镀技术的微间隔制作及在气体检测中应用的研究

本文开发了一种基于电离现象的气体传感器。文章首先研究了采用低成本的电镀方法来制作具有微米间隔的镍电极对,然后通过测试在不同条件下电极对的击穿电压和电流来实现气体检测。实验结果表明该器件对乙醇气体,其击穿电压在300 V左右;而对水蒸气,其击穿电压在320 V左右。同时,对乙醇而言,随着乙醇浓度的增加,在同一击穿电压下击穿电流也不断增大。对不同浓度的水蒸气的实验中也得到相类似的结果。     

Constructing u‐City of Seoul by future foresight analysis

AirScope is a micro‐scale modeling system as well as a micro‐scale air quality monitoring system, which comprises as a micro‐scale air quality management system. Importance of micro‐scale air monitoring is rising due to the concern about environment near residential places. Traditional monitoring methods are providing overall air quality indexes. However, these methods have limited functionalities to provide air quality of near my house or where I am now. In this paper, we are trying to overcome the limitation of traditional methods by using ubiquitous sensor network (USN). AirScope consists of computational fluid dynamics based air quality modeling, USN‐based sensor monitoring, and multi‐modal interaction platform. We present a brief overview of AirScope and several aspects of constructed initial indoor test environment with a few validity tests. The proposed system will be extended to an outdoor real‐world testbed with most of modern urban elements. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于电镀技术的微间隔制作及其在气体检测中应用的研究

开发了一种基于电离现象的气体传感器。首先研究了采用低成本的电镀方法来制作具有微米间隔的镍电极对,然后通过测试在不同条件下电极对的击穿电压和电流来实现气体检测。实验结果表明该器件对乙醇气体,其击穿电压在300 V左右;而对水蒸气,其击穿电压在320 V左右。同时,对乙醇而言,随着乙醇浓度的增加,在同一击穿电压下击穿电流也不断增大。对不同浓度的水蒸气的实验中也得到相类似的结果。     

柴油发动机自动化测试台的设计

介绍了采用微计算机、CAN总线、温度测控单片机系统、压力测控单片机系统、转速测控单片机系统,功耗测控单片机系统组成的自动化测试台,采用计算机仿真技术来修改PID参数,使测试系统达到最佳状态,满足测试要求。给出了系统组成结构图,温度测控单片机系统图及传感器简化电路图。     

Development of a MEMS-based barometric pressure sensor for micro air vehicle (MAV) altitude measurement

A pressure sensor can be used for altimetry as pressure varies with altitude. In this work, a MEMS-based bulk-micromachined piezoresistive pressure sensor is developed for micro air vehicle (MAV) application. The sensor chip has meander shaped diffused piezoresistors, placed at optimum locations determined using FEM simulations for enhancing sensitivity. Post process wet bulk micromachining is carried out to realize the sensor diaphragm, while protecting the processed wafer side. Excellent sensitivity, non-linearity and hysteresis of 34.78 mV/bar, < 0.12% and < 0.2%, respectively is obtained from static characterization of optimum sensor chip. For the operating altitude range of the MAV, the variation of output voltage of pressure sensor module (obtained by integrating the sensor chip with circuitry) with altitude is characterized inside a test chamber.

     

基于单片机的微型飞行器高度计

介绍了一种新型微型飞行器高度计的设计技术,主要是利用微型数字压力传感器和PIC单片机串行通信,读取传感器中压力、温度值及补偿参数,用软件进行温度补偿和高度计算;经试验室测试,其相对高度误差<±3m。且该高度计具有体积小、重量轻、功耗低、工作可靠等特点。     

高于室温环境的热式气体微流量传感器性能分析

为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性能进行了测试,得到了环境温度与热式微流量传感器性能的关系。基于MSP430单片机和C＃语言自主开发了流量传感器检测系统,可对一定范围内的流量进行实时检测,并实时绘制流速随时间的变化曲线。研究表明,采用本文设计的热式微流量传感器结构,可以检测高于室温环境下的微流量气体,并可通过提高加热器温度或改变测温电阻对的测量位置来提高测量灵敏度。     

微型电容式压力传感器中的温度效应

主要介绍了利用硅-硅键合技术制作的微型电容式温度传感器的温度效应,给出了详细的制作工艺.文中对测试装置进行了详细介绍和深入分析.最后对制作的传感器器件进行了测试,并对测试结果进行分析.结果表明这种微传感器的温度影响需要校正,否则影响传感器的的线性工作范围.