A dynamic macromodel for distributed parameter magnetic microactuators

This paper presents a reduced-order model to describe the mechanical behaviour of microbeam-based magnetic devices. The integration for magnetic force is calculated by dividing the microbeam into several segments, and the nonlinear equation set has been developed based on the magnetic circuit principle. In comparison with previous models, the present macromodel accounts for both the micro-magnetic-core reluctance and the coupling between the beam deflection and magnetic force. This macromodel is validated by comparing with the experimental results available in some papers and finite-element solutions.

一种用于振动测量的MEMS电磁式加速度计

基于电磁感应原理,设计并制备了一种用于振动测量的微机电系统(MEMS)电磁式加速度计,其具有无源、集成度高、对加工工艺精度要求低及不受温度、湿度影响等优势。首先通过有限元分析软件对加速度计敏感结构及永磁体磁场进行仿真分析,然后利用MEMS微加工工艺制备敏感结构及电磁线圈等主要部件,将加速度计芯片与嵌有永磁体的陶瓷基板进行键合封装。通过敏感结构受到振动并带动线圈相对永磁体发生位移产生电压信号。最后通过振动测试系统对电磁式加速度计的灵敏度、量程、线性度及抗过载能力等动态参量进行评估。实验结果表明,在0~3g量程范围内,加速度计可实现对63~69 Hz频率振动的测量,灵敏度最高为263 mV/g,非线性误差为3.3%,可用于恶劣环境下低g值的振动测量。

MEMS磁力线聚集和垂动调制磁场传感器

针对巨磁阻和磁隧道结等磁阻元件的1/f噪声,提出一种采用微机电系统的磁力线聚集和垂动调制磁场传感器。通过将被测磁场从低频转移到几kHz,实现对磁场的DC/AC转化,从而减小了磁阻元件的1/f噪声。基于该方案采用多层膜巨磁阻元件AA002制作了磁场传感器样品,并进行了实验测试,结果表明:磁传感器样品的调制效率达到了19.3%,超过了已有的其他各种调制方案,同时低频磁场的探测能力达到槡120pT/Hz,相比巨磁阻元件AA002提高了40多倍。

多级弯曲磁微梁执行器力-磁耦合宏模型

本文以多级弯曲磁微梁执行器为研究对象 ,先采用梁的模态函数线性组合来逼近梁的变形曲线 ,再将求模态磁场力的积分项分段求积 ,最后利用磁路定律 ,建立了考虑力 磁耦合的非线性方程组 ,克服了以往的模型不能考虑力 磁耦合的缺点 .方程组的复杂程度 (阶数 )与所取的模态阶数相关 .计算结果同实验数据对比表明 ,模型有足够的精度 。

基于磁流体的微泵的研究进展

首先介绍了基于磁流体微泵的工作原理,并且根据Navier-Stokes公式推导出了磁流体在梯度磁场中所产生的驱动力大小。然后,回顾了磁流体微泵的发展历程,对各阶段磁流体微泵的产生进行了研究,梳理出了各磁流体微泵的发展脉络,并且详细描述了各微泵的结构特点以及优缺点。最后,简单展望了磁流体微泵的发展趋势,指出磁流体微泵发展中存在的问题,例如磁流体的制备、磁流体微致动理论体系不完善和新型磁流体微泵的设计等,并针对这些问题提出了有效的解决方案。

微电子机械系统的发展及未来

介绍了微电子机械系统（MEMS）的技术、材料、器件及应用，讨论了它的发展趋势及将来的市场。