MEMS传感器在岩溶塌陷物理模拟试验监测中应用研究

针对岩溶塌陷地下土体位移监测难度大的问题,提出了一种基于微电机系统(Micro-Electro Mechanical Systems,MEMS)传感器的监测方法。采用时域积分算法处理MEMS加速度数据,先去除噪声和直流分量,通过多项式拟合去除趋势项,从而获取位移监测数据,通过定距试验分析算法误差。设计了2组室内模型试验,一组将MEMS传感器集中布设于稳定区,另一组多布设于塌陷区,对不同埋深土体的位移进行监测,结合粒子图像测速设备(Particle Image Velocimetry,PIV)实测数据分析误差,验证利用MEMS传感器监测土体位移的适用性和实用性。结果表明:根据MEMS的加速度时程,通过时域积分算法能有效获得土体的位移,MEMS传感器可用于岩溶塌陷的实时监测;分析得到岩溶塌陷地下土体位移规律,土体位移的变化与塌陷源位置相关,随着土体高度的增加,位移逐渐减小,而处于塌陷源正上方的土体水平位移几乎为0;工程中可针对已经发生的塌陷和有可能发生的塌陷2种工况,分别将MEMS传感器埋设在稳定区和塌陷区,进行实时监测,保障生命财产安全。提出的方法为岩溶塌陷的监测提供了新的思路,也为MEMS传感器在岩土工程中的应用奠定了基础。

基于MEMS传感器的可校准电子罗盘实验设计

大多数的导航系统都使用电子罗盘,但电子罗盘的输出易受外界磁场干扰,需要进行校准后才能得到准确的航向角。设计了一种基于微电机系统(Micro Electro Mechaical System,MEMS)传感器的可被校准补偿的三维电子罗盘,介绍了电子罗盘的工作原理,推导出姿态角计算公式,分析了电子罗盘的罗差来源以及应用基于椭圆拟合的补偿方法来校准罗差。该电子罗盘具有体积小、功耗低、成本低、方法简单快速等特点,对未来要求小、体积高精度的电子罗盘设计具有参考价值。

基于低电压驱动MEMS的可调光衰减器的设计与性能分析

研制了一种低成本、小体积的静电驱动微电机系统（MEMS）可调光衰减器（VOA）。该器件采用了静电驱动微反射镜和光纤光准直器，它具有良好的光学性能，克服了传统VOA的缺点。它的驱动电压范围是0～8V，工作范围是0～25dB。给出了器件的衰减量和驱动电压的关系、光学性能的分析和试验结果。

浅析“传感器”与物联网

十多年来,我国物联网在云计算、中间件、智能芯片、编码技术、射频识别,无线网络、以及传感器等技术方面,都取得较大的进展,不少成果在世界上尚属首创.但是,由于传感器应用的多样性、自然量多变性、理论和技术的高度综合性、生产工艺的复杂性、市场的分散性,都导致传感器的研发、生产难度极大.所以,物联网的最大瓶颈仍在于传感器,传感器决定了物联网的发展.