准LIGA微加速度开关的研制

阐述了一种主要由质量块、折叠梁结构、触点电极和自锁 /解锁机构组成的微型加速度开关的研制过程。设计过程中采用有限元软件Ansys进行结构模拟计算 ,确定了合适的结构参数 ;以硼硅玻璃为基底 ,采用准LIGA和牺牲层技术 ,分三层制作完成。经测试 ,开关性能较好 。

基于微加速度传感器的无线鼠标的设计

研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。

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。

微加速度传感器的研究现状及发展趋势

基于MEMS技术的微型传感器是微机电系统研究中最具活力与现实意义的领域.微加速度传感器作为微传感器的重要分支一直是热门的研究课题.本文基于对微加速度传感器研究现状的综述,探讨了微加速度传感器的发展趋势.

永磁微加速度开关设计与仿真

基于永磁铁磁力随位移的非线性变化特性,提出了一种新型磁力微加速度开关设计方案.建立了含有永磁力、气膜阻尼力、表面接触力、惯性力的开关系统动力学分析模型,给出了质量块在开关多种工作状态下的运动微分方程.对开关工作过程中质量块位置、永磁力、空气阻尼力、质量块与触点接触力等参数的变化规律进行了仿真,结果表明:该设计可以受控于加速度门限完成闭合-断开功能;微开关系统阻尼由质量块与封装外壳间隙厚度决定,为一变阻尼系统;开关闭合时电接触可靠性取决于质量块对触点的压力;开关闭合和截止所需的激励加速度门限值受永磁铁磁力和支撑梁刚度参数的控制.

基于全面析因试验设计的永磁微加速度开关接触可靠性分析

针对一种新型磁力微加速度开关设计方案,建立了该开关系统的动力学方程,给出了影响开关动作的永磁力、表面接触力计算公式。采用四阶Runge-Kutta法对加速度激励下开关工作过程中永磁力、质量块与触点接触压力等参数的变化规律进行了仿真,对接触压力进行了极差分析和方差分析。选取微加速度开关的3个结构参数(悬臂梁宽度、质量块质量和永磁铁体积)作为关键因素,基于全面析因试验方法设计了该开关27种不同结构参数的水平组合,结果表明:微加速度开关3个结构参数中对接触可靠性影响大小的顺序为永磁铁体积V、悬臂梁宽度W、质量块质量m;可靠性最高的最佳结构参数水平组合为W3m3V1,即W=0.70mm、m=2.00g、V=5.38mm3;在置信度为99%的情况下,悬臂梁宽度W、永磁铁体积V和质量块质量m对微加速度开关接触可靠性均有显著的影响。

磁流变新型微加速度传感器的分析

首先讨论一种磁流变(MRF)微加速度传感器的基本原理,其次研究这种磁流变微加速度计中的梁在电场力作用下的变形规律,进而得出加速度与输入电压的关系,同时对加速度计稳定性进行分析,为设计磁流变微加速度传感器提供理论依据.

屈曲式微加速度开关设计与分析

根据弹性梁的大挠度后屈曲理论,建立了多力耦合作用下加速度开关系统的动力学模型,由此设计了一种新型屈曲式微机械加速度开关.该开关采用倾斜微梁支撑敏感质量块,将两折叠梁固定于质量块的上下表面,从而保证了开关动作的方向性.利用弹性线方法计算了倾斜支撑梁结构大挠度后屈曲的非线性刚度,分析了气膜阻尼力和触点接触力对系统性能的影响,并运用数值方法对含有椭圆积分的强非线性系统进行了动态特性分析.仿真结果表明,所设计的开关响应时间低于6 ms,不稳定接触时间小于0.02 ms,在闭合状态下触点的接触力大于50 mN,与其他类型开关相比,它具有良好的阈值特性和接触可靠性,因此在惯性控制系统中具有广泛的应用前景.

一种非接触式微加速度开关的研究

典型的微加速度开关至少包含一个电接触,当阈值加速度值达到时,该开关将闭合。一般为金属接触,比如金。但金属接触可能存在许多问题,如微焊接、电弧、氧化,这些问题可能导致开关工作失灵。鉴于此,本文介绍了一种低驱动电压的非接触式微加速度开关(阈值为5gn)的设计理论、研究方法和主要加工工艺步骤,同时对非接触式微加速度开关结构的力电耦合进行理论计算,结合ANSYS软件仿真分析验证。

虚拟环境中微加速度传感器建模及拟实运行

对虚拟环境中微加速度传感器建模及拟实运行进行了研究 .此微加速度传感器采用悬臂梁式结构 .论文分析了其静态特性和动态特性 ,建立了悬臂梁变形模型和微加速度传感器动态行为模型 ;讨论了在修改结构尺寸过程中 ,梁长、梁厚对微加速度传感器的影响 ,并优化了结构参数 ;最后建立虚拟环境 ,进行拟实运行 。

悬臂梁式硅微加速度传感器的设计仿真

文章利用ANSYS软件对悬臂梁式硅微加速度传感器敏感芯片进行了设计仿真,给出了一种能满足:量程50g,精度10-3要求的硅微加速度传感器的结构,并对加工时可能引入的工艺误差所带来的影响进行了讨论。

电容式微加速度传感器信号处理电路的设计

介绍了一种新型的电容式微加速度传感器的信号处理电路,可以用来检测电容式微加速度传感器敏感的加速度.该电路采用电荷敏感原理,能较好地消除寄生电容的影响.同时电路工作于闭环模式,具有稳定的工作特性.实验结果表明该电路不仅能很好的消除外部环境噪声的干扰,同时提高了传感器的整体性能.

一种交叉梁硅微加速度开关的设计

针对一种新型交叉梁硅微加速度开关的设计技术进行了研究,首先推导了结构的静态刚度,确定了一种敏感芯片结构尺寸,在此基础上利用有限元方法仿真计算不同方向加速度作用下的结构变形情况。从结构特点和加工方法出发,分析了可能影响精度的几种加工误差,并给%时,梁厚的误差要求。其分析计算结果可指导该种类型加速度开关的设计和加工。

压阻式硅微加速度传感器的结构设计与仿真

一般的压阻式硅微加速度传感器结构多采用单梁加质量块的形式 ,这种形式的传感器灵敏度比较高 ,但它的横向效应较难克服 ,文中提出一种四梁结构的加速度传感器 ,通过仿真计算 。

高g_n值微加速度开关设计

提出了一种新型微加速度开关的结构与工作原理,并对该装置的抗高过载能力进行了分析,得出了满足高过载条件的尺寸参数设计公式,建立了该装置的参数化数学模型。根据数学模型进行了该装置的系统级建模与仿真,得出了位移与时间的关系曲线。仿真结果表明:该微加速度开关在满足高过载条件下的开关功能具有有效性和可行性。

微加速度开关力电接触仿真分析

讨论了微加速度开关触点形貌,建立了触点吸附物理模型;根据微观连续介质理论和微观电接触理论,推导出触点间包含斥力项的吸附力和接触电阻数学模型;经仿真分析,得到质量块同基座间的吸附力可以满足质量块同基座间的稳定电接触要求的结论。

基于正交试验方法的永磁微加速度开关结构参数对接触可靠性影响分析

基于永磁铁磁力随位移的非线性变化特性,设计了一种新型磁力微加速度开关。选取微加速度开关的三个结构参数悬臂梁宽度、质量块质量和永磁铁体积作为关键因素,基于正交试验方法设计了该开关9种不同结构参数的水平组合,给出了影响开关动作的永磁力和表面接触力计算公式。建立了该开关系统的动力学方程,采用四阶Runge-Kutta法对加速度激励下开关工作过程中永磁力、质量块与触点接触压力等参数的变化规律进行了仿真,对接触压力进行了极差分析和方差分析。结果表明:永磁铁体积对开关接触可靠性影响最大,其次是悬臂梁宽度W,最后是质量块质量G;可靠性最高的最佳结构参数水平组合为W 3G3V1,即悬臂梁宽度0.70 mm、质量块质量2.00 g、永磁铁体积5.05 mm3;在置信度为99%的情况下,悬臂梁宽度W、永磁铁体积V和质量块质量G对微加速度开关接触可靠性均具有高度显著的影响。

批量化微加速度计综合测试平台设计

为了实现微加速度传感器的批量标定,能够更加方便地进行多个传感器的性能测试。基于SolidWorks软件平台设计了一种可一次进行多只传感器综合测试装置。该装置可分别进行翻转测试和振动测试,并且能够实现传感器测试夹具与测试平台的自动结合与分离。通过对该装置测得的加速度计参数和原厂标定的加速度计参数对比,表明所设计测试平台的测试结果可靠。

微加速度传感器硅微结构设计

:围绕加速度信息 ,探讨微机电加速度传感器的设计和分析 ,提出了微机电传感系统硅微结构设计的原则 ,并根据典型的弹性质量系统 ,建立了其过载变形的模型 ,给出了用于计算位移加速度关系系数的方法。

多轴微加速度传感器的进展

微加速度传感器是微型惯性组合测量系统的核心器件。随着MEMS技术的不断发展,单轴微加速度传感器的技术已日趋成熟,多轴微加速度传感器的研究正成为MEMS领域的热点。基于多轴微加速度传感器典型实例的介绍,评述了近年来该领域的进展,并就其未来的发展作了展望。