基于微型惯性电学开关的加速度阈值检测系统

传统的加速度阈值检测系统是基于微机械加速度计设计的,整体设计复杂,响应速度低,且易受外界电磁干扰。鉴于此,给出了一种基于微型惯性电学开关的加速度阈值检测系统的新式设计,通过微型惯性电学开关来感知和判断加速度是否超过阈值,然后对其输出信号进行处理,最后由LED显示检测结果,同时设置了复位功能以便重复检测。对研制的系统进行了理论分析和电路仿真,并用落锤装置对制备的系统样品进行测试,结果表明:对于不同的加速度阈值,系统均能实现准确检测的功能。

基于非硅衬底的微机电系统惯性开关的研制

以非硅表面微加工技术为基础,在玻璃衬底上设计和制造一种简单可靠并有反向冲击保护的单向一次触发微机电系统(Microelectro-mechanical system,MEMS)惯性电学开关。该设计采用连体蛇形弹簧将可动电极(质量块)悬空固定,用挡块作为反向冲击保护,其敏感方向为平行于衬底面的水平方向,整个器件使用成本较低而又方便的叠层电镀镍工艺制作。通过对弹簧-质量块系统运动过程的理论分析和有限元仿真,研究器件阈值加速度与其质量块厚度的关系,并用落锤试验对封装器件的阈值加速度以及峰值为100g(g=9.8m/s2)半正弦冲击下的响应进行了测试,得到该微开关的阈值加速度分布在58g～72g,基本符合预期设计的60g阈值加速度要求,响应时间约为10–4s量级,与有限元仿真结果吻合较好。

一种V形梁结构的双稳态惯性开关

利用V形梁结构的双稳态跳转特性,设计了一种具有显著阈值特性的双稳态惯性开关,并建立了阻尼力、惯性力、弹性力及触点碰撞力等多力耦合作用下的开关动力学模型。开关结构主要由触点、弹性元件及其支撑的惯性质量块构成。动态仿真及实验结果表明开关具有良好的阈值特性。采用离心测试装置测得开关闭合阈值为9.6g,与设计值10g的偏差仅为4%,断开阈值为-3.1g,开关响应时间低于5ms,闭合后在零惯性力作用下仍能使开关保持闭合状态,验证了V形梁结构惯性开关设计理论的有效性和可行性,因而在航空、航天及汽车电子安全领域具有广阔的应用前景。

用低温金属电镀技术制造与封装的惯性微型电学开关

运用光刻胶为注模的多次互不干扰金属电镀技术实现了惯性微型电学开关的低温制造与封装.电镀技术的低温过程可使微型开关直接成形于预先制作好的含有电子信号处理电路的基底上,加上同样借助于低温金属电镀技术的基于整个硅晶片的倒装封装,直接形成环绕各个器件的密封腔体.这一技术最终将使得模块化生产成为现实.微型开关的高度和它的密封腔的高度可以分别控制.电子信号可以通过金属互连线进入密封腔体.为了便于设计,建立了一个既简单又相对准确的“弹簧质量块”模型.以此设计的惯性开关,即使在未封装的常温、常压条件下,均可工作109次以上.本文对密封腔体的强度和密封性,以及金属互连线的可靠性,都作了详细的检测,各项指标均达到其各自的标准.

一种复杂安全气囊控制系统设计

设计一种基于飞思卡尔芯片技术的复杂安全气囊控制系统,包括初始化模块、上电自检模块、安全气囊控制模块、实时自检模块和定时器模块。系统硬件采用9S12系列16位微控器,集成多个MMA系列微机电系统加速度传感器和MC33797点火驱动芯片。实验结果表明,该系统具有较高的集成度、可靠性,且实时性较好。

一种可用于危险品运输的智能车载终端设计与实现

设计了一种针对危险品运输车辆的智能车载终端,在STM32平台上实现车辆定位、车况监控、自动报警等功能,具有友好的人机交互界面。文章简要介绍系统的硬件结构,详述了车载终端软件系统驱动层和应用层的实现过程,对设定加速度传感器中断阈值做了从理论到实际的具体说明,并通过自主搭建的实验平台加以验证。该车载终端智能化程度高,具有较好的实际应用价值,尤其适用于危险品运输车辆的追踪监控管理需求。

SiC晶须和SU-8复合增强的MEMS惯性开关研究

MEMS惯性开关是通过检测外界的加速度来控制电路通断的器件,在测试控制、消费电子、生物医疗等领域都有较为广泛的应用。之前对惯性开关研究多偏向于性能角度,例如增强接触时间或可以感应多个方向加速度,而忽略了惯性开关中材料的创新性。SU-8负性光刻胶和SiC晶须因其在微机电系统加工技术中的良好表现而引起关注,因此采用SiC晶须掺杂的SU-8负性光刻胶作为MEMS惯性开关可动电极,通过牺牲层工艺将可动电极从基底上脱离之后与固定电极组合构成惯性开关。对掺杂前后的SU-8材料进行了杨氏模量等力学参数的测试,并对制作的惯性开关器件进行了仿真和阈值加速度测试,结果显示掺杂2wt%的SiC晶须之后,增强复合材料的杨氏模量相比纯SU-8胶提高了12%,惯性开关的阈值加速度提高了20%。

老人智能监测系统的研究与设计

当今研究老人摔倒检测的产品越来越多,但是算法不一,稳定性能也不一样。文章介绍一种穿戴式老人摔倒检测阈值算法研究。在充分分析国内外对这方面的研究后,决定采用多阈值判断结合的研究方法。该研究的算法综合加速度阈值判断及姿态角度阈值判断,结合多组参数,同时满足多个条件才判定为摔倒事件发生,有效地避免正常行走或运动状态下的误报。

一种惯性开关标定检测系统设计与测试

惯性开关是某机电产品中常用的一种重要部件。本文针对惯性开关使用中导致机电产品失效的一些常见问题,在分析惯性开关基本结构和工作原理的基础上,进行了一种惯性开关标定检测系统的设计。运用该标定检测系统,可以对惯性开关器件进行标定和检测,判断惯性开关加速度阈值,对其输出信号进行处理,由信号指示灯显示(或示波器监测)检测结果;同时也可对封装有惯性开关的产品进行实验测试。结果表明:对于惯性开关器件及封装有惯性开关的产品,使用该系统能达到有效测试惯性开关性能的目的。