一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片

为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片。其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极在待测电场作用下产生周期性的感应电流,通过测量4组感应电极的感应电流,并经过差分求和解耦方法可分别获得x,y,z坐标轴方向的电场分量。该文通过有限元仿真设计了3维电场传感芯片结构,分析了其测量的可行性,对关键结构参数进行优化设计,并设计了敏感芯片加工工艺流程。对研制的芯片进行了实验测试,结果表明,单屏蔽电极3维电场传感芯片在0~50 kV/m电场强度范围内,x,y,z 3轴输出灵敏度分别为0.2214 mV/(kV/m),0.3580 mV/(kV/m),2.1768 mV/(kV/m),3维电场的最大测量误差小于5.3%。

一种模态局域化感应式MEMS电场传感器设计

文中设计一种基于模态局域化效应的新型电荷感应式MEMS电场传感器,利用弱耦合谐振系统中的模态局域化现象所产生的大振幅比来提高传感器的灵敏度。传感器敏感结构为三自由度弱耦合谐振系统,通过加入屏蔽盖板的方式屏蔽敏感结构上方一侧电场,以未屏蔽端谐振器与屏蔽端谐振器感应电流之比作为输出。通过理论分析与仿真验证,确定了传感器的关键指标,并完成了传感器工艺制作及测试实验。测试结果表明该传感器灵敏度为0.119 m/kV,线性度为5.8%。

静电梳齿激励差分检测式微型电场传感器

研制了一种基于静电梳齿激励、差分检测式微型电场传感器.利用相关检测原理对该传感器进行了测试,测试结果表明,在外电场强度为0.5×105～25×105V/m范围内,传感器的输出特性基本满足线性关系,灵敏度可达到0.53μV·m/kV.

新型推挽激励的谐振式微机械静电场传感器

为了提高传感器的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),降低器件的耦合干扰,基于表面微机械工艺设计制作了一种新型推挽激励方案的谐振式微型静电场传感器.该传感器敏感结构主要包括静电梳齿激励电极、屏蔽电极和感应电极3部分.工作时,在该传感器敏感结构同一侧梳齿的固定端上加入反相相等的激励信号,实现差分激励,使屏蔽电极在谐振频率处振动,从而在感应电极上感应出差分电流信号,通过相关检测方式检测出传感器该输出信号的二次谐波分量,即可获得被测静电场强度大小.该传感器的新型结构设计和激励检测方案可获得最大电场响应灵敏度,并有效抑制了同频耦合串扰和共模噪声.常压室温(约25℃)测试结果表明,在量程(-15 kV/m～15 kV/m)内,只需要5 Vpp激励电压,其中线性度(端基线性度)达到了1.03%,分辨率优于200 V/m.

非接触式表面电势测量的MEMS微型静电压仪

针对工业中的表面电势测量应用,研制了一种新型的基于微机械加工技术(MEMS技术)的微型静电压仪。为了提高器件的信噪比和灵敏度,传感器敏感结构基于谐振式工作原理,并采用差分激励和差分敏感的结构设计。基于高速数字芯片和数字信号处理技术,研制了传感器的数字化检测系统原理样机。该传感器可实现非接触式表面电势测量,在距离目标表面20 mm位置,该传感器最小分辨电压优于10 V,精度优于10%。文中还进行了摩擦泡沫表面电势的测量,试验结果表明:该传感器可反映表面电势的变化和电荷衰减。

国内中医药治疗内毒素血症的研究进展

总结内毒素血症的病理机制及中药复方治疗的研究思路、方法,综述了近年来中医药治疗内毒素血症的新进展,并展望了该症的研究思路。

基于单片机的节气门传感器测试系统

介绍用单片机实现节气自动测试系统，详细分析了该系统的结构、硬件组成及系统功能。实验结果表明，该测试系统能简便、有效地测量节气门传感器的特性。

SOI微型电场传感器的设计与测试

该文研制了一种新型的基于SOI(Silicon-On-Insulator)微机械加工技术的高性能电场传感器敏感结构。为提高传感器的灵敏度和信噪比,该器件采用侧面屏蔽感应电极的独特设计方案,降低了传感器屏蔽电极的边缘效应;并基于有限元仿真,进一步优化了传感器敏感结构参数。在室温和室内大气压条件下,测试表明,测试量程0～50kV/m,传感器总不确定度优于2%,分辨率为50 V/m。

一种基于MEMS芯片的新型地面大气电场传感器

该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 k V/m^50 k V/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。

热驱动微型电场传感器

提出了一种新型的热驱动微型电场传感器,该微型电场传感器采用MUMPs表面微细加工工艺加工,主要包括屏蔽电极、感应电极和热驱动结构三部分.其工作原理属于电荷感应式,用接地的屏蔽电极的周期运动来调制感应电极上在外部电场作用下感应的电荷,形成与外电场成正比的电流信号.用有限元法模拟了热驱动结构的驱动电压与温度、驱动位移和驱动力之间的关系,ANSYS模拟和理论计算结果表明,在±2V的驱动电压下,在实现数微牛驱动力的同时可以实现5.2μm的驱动位移,以1kHz的频率工作时,在10kV/m的外部电场强度下,感应电流超过400pA.

大承气汤及其不同部位治疗内毒素血症的药效机理研究

目的:探讨大承气汤及其不同部位对于内毒素血症的治疗作用;方法:将105只雄性昆明小鼠随机分为空白组、模型组、大承气汤组、氯仿组、乙酸乙酯组、乙醇组和醇沉组,每组15只。空白组腹腔消毒注射生理盐水(10 mg/kg),其余各组腹腔消毒注射LPS(10 mg/kg)。治疗组于攻毒前0.5 h、攻毒后1 h和取血前0.5 h给予药液8.11 g/(kg.d)灌胃;空白组和模型组于攻毒前0.5 h、攻毒后1 h和取血前0.5 h按比例给与生理盐水。8h后在无菌条件下采集心室血0.5 mL进行血浆ET检测,取部分肝脏进行免疫组化检测,取心、肝、肾进行组织学观察。结果:大承气汤组和乙酸乙酯组对小鼠的内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-10、MDA和心、肝、肾组织病理炎症活动度等改善优于其他治疗组。结论:大承气汤和大承气汤的乙酸乙酯部位对小鼠内毒素血症有显著的疗效,其作用机制可能与抑制炎性细胞因子的释放,清除氧自由基,保护心、肝、肾等多脏器有关。

基于旋转谐振结构的单芯片二维电场传感器

提出并研制了一种二维电场检测传感芯片,将四个电场测量微型单元和旋转式驱动微结构集成在3.5 mm×3.5 mm的敏感结构上,实现了单芯片的电场二维测量。介绍了传感器的工作原理、敏感结构的设计,以及基于绝缘体上硅(SOI)工艺的单芯片微型二维电场传感器制备工艺技术。成功研制出传感器原理样机,研究了微型二维电场传感器的标定方法,开发了用于电场二维标定的测试装置,并在室温常压下对传感器进行了二维标定。实验结果表明:该传感器能够有效减小电场的轴间耦合干扰,测量误差优于7.04%,线性度可达到1.25%。

基于遗传算法的三维电场传感器解耦标定方法研究

3维电场分量对传感器输出信号的耦合干扰是影响3维电场探测准确性的关键问题。为了减小耦合干扰,实现3维电场的准确测量,该文提出一种基于遗传算法的3维电场传感器解耦标定方法。区别于求逆矩阵运算的传统标定方法,该方法利用遗传算法并行全局搜索的特点,通过设置适应度函数和遗传算子获得最优化解耦标定矩阵,避免了复杂的矩阵求逆计算,减小了计算误差。该文设计了一种可实现传感器与电场矢量成任意夹角的测试标定装置,建立了电场理论值计算模型。对基于矩阵求逆计算和基于遗传算法的两种解耦标定方法进行了对比实验,实验结果表明,基于遗传算法的3维电场传感器解耦标定方法与传统标定方法相比,有效地消除了电场分量对传感器的耦合干扰,提高了标定精度,实现了3维电场的准确测量。

硅压阻式传感器的温度特性及其补偿

基于硅压阻式传感器的工艺过程与后续电路设计 ,讨论了减小其温度影响的措施。文中对在相同的硅基底上 ,采用诸如扩散、离子注入、薄膜淀积以及溅射等不同加工工艺制作实现的不同的压敏电阻特性 ,特别是温度特性进行了探讨和比较。针对一种具体的硅杯结构的压阻式传感器 ,设计、选择了加工工艺 ,给出了压敏电阻的近似温度补偿公式 。

大黄酸对内毒素血症小鼠保护作用的实验研究

目的:探讨大黄酸对内毒素血症小鼠的保护作用。方法:将45只雄性昆明小鼠随机分为空白组、模型组和大黄酸组,每组15只。空白组腹腔消毒注射生理盐水(10mg/kg),其余各组腹腔消毒注射LPS(10mg/kg)。治疗组于攻毒前0.5h、攻毒后1h和取血前0.5h给予大黄酸1.4mg.10g-1.d-1灌胃,空白组和模型同时按比例给予等量生理盐水。8 h后在无菌条件下采集心室血0.5mL进行血浆ET检测,取部分肝脏进行免疫组化和生化检测,取肝进行组织学观察。结果:大黄酸组对小鼠内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-10、MDA、SOD和肝组织病理炎症等改善优于其他组。结论:大黄酸对小鼠内毒素血症有显著的保护作用,其途径可能通过改善微循环,改善肝脏的能量代谢,减轻肝脏的脂质过氧化反应,降低机体的内毒素水平,从而减少炎性因子的产生,阻断内毒素血症的生物学效应。

一种基于微加工技术的微型电场传感器的设计与制造

一种新型的,以压电陶瓷条为驱动、硅为屏蔽和感应电极的微型电场传感器。此种传感器利用了新型的电场感应模式,采用微加工技术制造,使其具备体积小、重量轻、功耗低、便于与其它器件集成等特点,而且制作工艺简单,成本较低。本文阐述了此种传感器的工作原理,并通过计算机模拟验证了可行性,同时描述了新型传感器的结构设计和加工工艺过程。实验数据表明,新型电场传感器的分辨率达到250 V/m。

微型电场传感器的结构释放过程中粘连现象的控制方法

研究了微型电场传感器结构释放过程的粘连现象,通过实验采用不同的方法来避免粘连现象的产生,如蒸发干燥法,CO_2临界点干燥法,自组装膜方法,并对这些方法的优缺点进行了比较。结果表明CO_2临界点干燥法和自组装膜方法能够较好的避免粘连现象的产生,提高微型电场传感器的成品率。

谐振式微型电场传感器芯片级真空封装及测试

为了降低传感器的驱动电压,提高该器件的品质因数和信噪比,该文研究封装材料和工艺对真空封装性能的影响,针对一种微机电系统(MEMS)谐振式微型电场敏感结构芯片,采用独特的共晶键合技术,实现该传感器的芯片级真空封装。实验结果表明,该传感器封装后的品质因数达到了30727.4,是常压封装的500倍;该封装器件具有更低的驱动电压,只需要直流分量100 m V和交流分量60 m Vp-p,与常压测试时相比,分别只有原来的1/200和1/16。

热驱动微型电场传感器干燥技术

介绍了热驱动微型电场传感器的工艺流程,主要介绍了微型电场传感器的释放干燥工艺。热驱动微型电场传感器工艺存在的最大问题是牺牲层释放以后容易产生粘连,为了避免粘连现象的产生,采用了不同的干燥方法,如蒸发干燥法、CO2临界点干燥法、自组装膜方法,并对这些方法的优缺点进行了比较。对不同干燥方法制备的热驱动微型电场传感器的性能进行了测试,得到自组装膜法制备的热驱动微型电场传感器具有更好的灵敏度。

传感器芯片系统研究与应用

基于微纳制造、微电子等技术的传感器芯片系统具有体积小、质量轻、功耗低、易于批量化生产、成本低、易于集成化等优点,是传感技术领域的一个重要研究方向。近年来相关的研究主要包括微纳传感器芯片、微传感器阵列、多传感器集成芯片系统、传感器与电路集成芯片系统、微流控芯片系统、无线网络传感器节点芯片系统等。文中分别以糖化血红蛋白免疫传感器、催化燃烧气体传感器和电场传感器为例,简要介绍若干典型的生物量、化学量和物理量微传感器系统及其应用。