微机电系统测试技术及方法

微机电系统 (MEMS)测试技术及方法是MEMS设计、仿真、制造及质量控制和评价的关键环节之一 ,本文对MEMS测试技术及方法所涉及的微机械量、微几何量、微材料特性以及系统综合参数与性能的测试技术及方法进行了讨论。重点介绍了光学及光电检测技术在微机电系统检测中的应用 ,对计算机微视觉检测技术在微机电系统检测中的应用进行了探讨。

MEMS动态测试中频闪同步控制系统

频闪同步控制系统是微机电系统(MEMS)动态测试系统中的重要组成部分.为了满足MEMS发展对测试系统的需求,基于频闪成像技术,设计了一套频闪同步控制系统,用于采集高速运动的MEMS器件的清晰图像.系统采用虚拟仪器方式,通过软件控制波形发生器生成各类逻辑控制信号,驱动CCD摄像机、光源和图像采集卡等设备协调工作.实验表明,测量平面运动时,系统在 50倍放大倍率下,可测器件运动速度达 5. 1m/s,测量分辨率优于180nm,测量重复性为 40nm.

微小型红外光栅光谱仪光学系统的设计与优化

光学系统是微小型光谱仪的核心部分,光学系统的设计质量将直接影响微小型光谱仪的性能.本文利用Zemax光学软件,对具有不对称Czerney-Turner结构的光栅光学系统进行设计与性能分析,并通过优化建立了满足要求的光学结构,该结构能实现波长范围为3—5μm的光谱检测,最小分辨波长间隔可小于50nm,光学系统特征尺寸小于10cm.本研究为微小型红外光谱仪的研制提供了前期理论基础与设计参考.

MEMS周期运动测试中频闪成像与运动激励的同步控制

微结构运动测试技术已成为MEMS测试技术的重要组成部分。由于MEMS器件中微结构的运动频率较高,频闪成像法得到了广泛的应用。本文针对静电型MEMS周期运动测试的要求,设计并研制了一种基于FPGA的频闪成像和运动激励同步控制系统,用于MEMS器件的周期运动激励和微结构高速周期运动过程中清晰图像的获取。实验表明,频闪照明的最小脉冲宽度为10 ns,运动相位的调整间隔小于3.75°,能够满足周期运动频率为1 MHz微结构运动测试的要求。

液体动力润滑径向滑动轴承可靠性设计

本文在现行液体动力润滑径向滑动轴承设计方法的基础上，将承载量系数及影响该系数的轴承数当随机变量处理。提出了在给定承载量系数允许值的条件下，液体动力润滑径向滑动轴承的可靠性设计方法；推导出了轴承间隙的计算公式。进行了实例计算。

基于相位相关与块匹配的纳米精度微器件平面动态测量

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数,结合微器件的特征,利用光学的方法对MEMS器件进行了运动分析。提出了基于相位相关与块匹配相结合的运动检测技术,并对MEMS器件的运动图像序列做了分析与处理,得到了其动态特性参量,为MEMS器件的设计提供了重要参考。实验结果表明,该方法具有较好的测量精度和测量速度,测量重复性可达到44nm。