考虑传感器失效的多传感器加权数据融合算法

本文提出了一种基于信任度函数的方法，对多传感器数据进行一致性检验，然后对一致性传感器组进行加权融合。仿真结果表明，该方法计算量小，能简便、快速地确定一致性的传感器数据。

铰链式高冲击微加速度传感器封装的有限元模拟

给出了一种新型铰链式高冲击微加速度传感器实际封装结构的有限元模拟分析。首先分析了封装前铰链式加速度传感器的振型,然后分析了封装结构在无灌封和五种不同灌封材料下的前十阶模态频率特性。灌封胶弹性模量对封装后加速度传感器整体结构的振动模态有一定的影响,封装结构同一振型的模态频率随着灌封胶弹性模量的增大而增大,但是灌封胶弹性模量很小时(E≤1 GPa)会导致加速度传感器信号失真。模拟结果表明,可以选择弹性模量足够高的材料(E>9 GPa)作为高冲击加速度传感器的灌封材料。

微机械陀螺传感器模型与接口电路的混合模拟

根据微机械陀螺的动力学方程建立了组合微机械陀螺振动特性和电学特性的传感器等效电路模型 ,并通过电路模拟工具 PSPICE对模型进行验证。利用该模型与接口电路的混合模拟 ,可以分析陀螺整个系统的工作性能。

振子框架式微机械陀螺的有限元模拟

利用有限元方法 ,研究振子框架式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配 ,优化了陀螺的结构尺寸 ,并为结构改进和制备工艺提供理论指导。

多传感器信息融合机器人工件识别

为了实现智能机器人对工件的自主识别 ,用遗传算法对模糊融合中多个参数进行优化 ,对多传感器信息在决策级进行模糊融合。仿真实验结果表明 ,该方法可以减少单一传感器的不确定性 ,增加结果的可分离性 ,从而提高系统对目标的识别能力。

振动式微机械陀螺的等效电学模型

根据振动式微机械陀螺的工作原理,建立了其机械特性的等效电路模型。陀螺差分检测电容模型和振动的等效电路模型构成了陀螺的等效电学模型,该模拟模型组合了传感器的机械特性和电学特性。陀螺等效电学模型通过电路模拟工具PSPICE实现,可用于分析陀螺的振动特性、对角速度的频响特性,优化陀螺的工作方式;还可以与接口电路混合模拟,分析陀螺和检测电路的整体性能,优化检测电路的设计。

振子框架式微机械陀螺的优化设计及电学模拟

根据驱动模态频率和检测模态的频率相互匹配 ,用有限元法优化了振子框架式微机械陀螺的结构尺寸 ;根据建立的陀螺振动的等效电路模型 ,对检测振动的性能进行了模拟分析 ,该模型为传感器与接口电路的整体模拟打下了基础。

力反馈微加速度计的准静态和阶跃响应模型

对于微机械电容式加速度计,为了检测微小电容变化,必须引入交直流电压驱动信号,然而该静电力的存在显著影响传感器的最大可靠工作范围。对准静态惯性信号和阶跃惯性信号,深入研究了力反馈加速度计的可靠工作范围,建立了不同偏压配置的驱动信号对引起吸合失效的临界加速度信号的影响模型。研究结果表明静电力对阶跃信号的影响要比准静态信号大,动态工作条件下所能承受的最大阶跃加速度信号比准静态信号要小一个数量因子。对于双边驱动的力反馈加速度计,正正偏压配置或正负偏压配置可以最大程度地减小驱动信号引起的传感器吸合失效,从而增大可靠工作范围;而负负偏压配置或负正偏压配置增大了驱动信号效应,从而大大减小了可靠工作范围。

微机械陀螺振动特性的等效电学模拟

根据微机械陀螺的动力学方程建立其振动特性的等效电路模型,该模型用电路模拟工具PSPICE实现。利用这个电路模型,可以分析陀螺的振动特性,包括检测振动的瞬态响应和稳态响应,检测振动对输入角速度的频率响应特性,从而可以获得陀螺工作的优化条件;并为传感器与接口电路的整体模拟打下基础。

微机械加速度传感器性能的等效电学模拟

建立了微机械电容式加速度传感器的等效电学模型 ,通过振动特性的等效电路模型分析了加速度传感器对正弦加速度信号 ,阶跃加速度信号 ,及存在反馈时的直流加速度信号的振动位移响应情况 ;利用压控电容模型分析了加速度传感器检测正弦加速度信号时的小电容检测电路的性能。模拟结果表明采用反馈可以拓宽加速度传感器的测量范围 。

球销类零件自动化无损检测系统

】研制出一种球销自动化检测系统，利用表面波对球销表面质量进行无损检测，并按其质量好坏进行分类。初步实验表明该系统对球销表面垂直于轴线的裂纹和倾斜的裂纹都能收到比较好的检测效果。

基于多神经网络模糊积分集成的无损检测缺陷分类

在无损检测信号处理和特征构造的基础上 ,用神经网络对缺陷进行识别 ,然后运用模糊积分对多个神经网络的分类结果进行融合。并以胶接结构典型缺陷的超声波检测与识别为例 ,给出了一些实验结果。

微型机械设计中某些理论问题的探讨

本文阐述了在设计方面微型机械不同于传统机械的一些应该注意的关键问题，包括微尺寸效应问题、微摩擦问题、微机械寿命问题以及微能源供给问题。然后提出了微电机和微系统的设计理论和设计方法，最后讨论了虚拟现实ＶＲ技术在微型机械ＭＥＭＳ设计中的应用。

球销类零件自动化无损检测系统设计

为了对大批量球销表面质量进行检测，开发了球销类零件自动化无损检测系统。这里介绐了系统的工作原理并阐明了探头机构、气动控制部分和系统硬软件等的设计。实验表明该系统是有效的。

基于柔性MEMS皮肤技术温度传感器阵列的研究

采用MEMS皮肤技术,在聚酰亚胺柔性衬底上成功研制出8×8阵列铂薄膜热敏电阻温度传感器。实验采用热氧化硅片为机械载体,以便于旋涂液态聚酰亚胺柔性衬底上器件的加工。最后用湿法腐蚀方法将柔性器件从载体上释放下来。试验表明聚酰亚胺衬底上的铂薄膜热敏电阻与温度的变化具有良好的线性,其电阻温度系数达0.0023/℃。与固态聚酰亚胺膜衬底相比,采用旋涂液态聚酰亚胺解决了制备中遇到的两大主要困难:其一,消除了涂聚酰亚胺衬底与载体界面之间的气泡,聚酰亚胺衬底表面能保持良好平整度;其二,制备过程中由于热循环而使柔性衬底产生的热膨胀明显减小。这种柔性温度传感器阵列易贴于高曲率物体表面以探测小面积温度场分布。

一种基于滑膜阻尼效应的新型微机械陀螺

介绍了一种基于滑膜阻尼效应的新型音叉式微机械陀螺。该陀螺包括两个驱动质量块和由各自驱动质量块支撑的检测质量块 ,通过检测质量块上的栅形电极与玻璃衬底上的固定检测电极之间的电容变化实现角速度信号的检测。对陀螺进行了结构设计和分析。在陀螺芯片的制作过程中 ,解决了深反应离子刻蚀过程中的根部效应和滞后效应等问题。初步测试结果表明 ,该陀螺灵敏度和非线性度比较理想。

一种微机械陀螺自激驱动方式的电学模拟

为提高微机械陀螺的检测精度 ,稳定驱动振动速度幅度 ,提出了微机械陀螺的自激驱动方式 ,它能够使驱动振动自动稳定在驱动模态的固有频率上振动 ,以及保持恒定的驱动振动速度幅度。根据自激驱动电路原理 ,建立了驱动动力学方程的等效电路模型 ,用 PSPICE软件对电路的工作状况进行了模拟 。

微小差分电容检测技术的研究

在MEMS电容式加速度传感器的测试中,由于受单放大器开环增益有限的影响,提高加速度计的分辨力和稳定性是非常困难的.针对这种情况,本文采用组合放大器和地对地解调等先进技术对高频小信号进行高精度处理,实验结果表明,电路可检测的最小差分电容可达到5aF(5×10-18F).

梳齿的不平行对电容式微机械传感器可靠工作范围的影响

分析了梳齿电容式传感器梳齿极板间的不平行在三种电容驱动下 ,对传感器的可靠工作范围的影响 .结果表明梳齿电容在同样的电压驱动下 ,当电容极板间的倾斜角由 0 1°变到 0 5°时 ,单边电容结构和双边电容结构的可靠工作范围变为电容极板完全平行时的 0 4 5 ,0 5 6 .对力平衡的双边梳齿电容结构 ,当倾斜角由 0 1°变到 0 15°时 ,可靠工作范围分别变为原来的 0 92 5 .并针对DRIE工艺刻蚀梳齿的原理 ,讨论了改进方法 .

一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz.