基于MEMS的微位移传感器及其应用研究

对一种基于MEMS技术的探针进行开发,以实现微纳米尺度下的几何量测量。该探针是静电梳齿型结构,含有定齿和连接有主梁的动齿。主梁顶端的探针能够感知样品表面形貌而引起梳齿间位移,梳齿间位移能够带来梳齿间电容的变化。设计了测头的电容信号检测电路。搭建测试系统,利用该系统进行进针实验,标定测头的灵敏度为0.43 mV/nm,实验表明测头的非线性误差小于0.22%。利用该测头作为SPM测头,搭建小型SPM系统,对108 nm台阶高度的光栅结构进行了扫描。

基于MEMS的数字压力传感器在竖向位移测量中的应用

为实现结构竖向位移的便捷、高精度、远程实时测量,开发了一种基于连通管技术和MEMS技术的结构竖向位移测量系统,阐述了封闭差压连通管式位移测量原理及测试模块的实现。重点从稳定性、可靠性角度分析了封闭差压连通管式位移传感器的应用性能,并进行了试验验证。试验结果表明:该位移测量技术及其设备具有优于0.1mm的竖向位移测量分辨率和较高的灵敏度,长期稳定性0.3 mm,能够满足日常工程测量和在线长期监测项目中的竖向位移测量需求。在桥梁静载试验时的主梁挠度测量中实际应用验证了该系统具有实时测量、布设及操作便捷、低成本等优点。