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自增强承压圆筒结构的超高压力传感器被引量：2: 2013年; 采用自增强技术与硅压阻效应研制了超高压力传感器,该传感器能够消除封装残余应力的影响并保证其在进行大量程压力测量时具有较高的灵敏度输出。该传感器的弹性元件为圆筒结构的高强度弹簧钢,敏感元件为平膜倒杯式硅压阻芯片。传感器工作时,超高压力作用在圆筒结构的金属弹性元件使其发生轴向位移,该位移量通过弹性元件顶端的传递杆施加到周边固支的硅压阻芯片上,使置于此处的4个电阻条阻值发生线性变化,从而输出与被测压力成正比的电压值。在研究弹性元件在1 000MPa超高压力下的工作性能时,理论与仿真相结合研究了弹性元件的承载强度,确定采用自增强处理技术提高弹性元件的承载能力。最后,对封装好的传感器静态性能进行了标定实验。实验结果表明,该传感器能够承受1 000MPa以上的工作压力,线性度为0.52%,满足工业领域的应用需求。; 郭鑫热合曼.艾比布力王鸿雁赵立波蒋庄德; 关键词：压阻效应微机电系统

不同对准误差下的小孔衍射波面误差分析被引量：7: 2014年; 点衍射干涉仪中小孔对准误差是影响衍射参考波面质量最主要的误差源。基于瑞利索末菲矢量衍射理论,建立了非傍轴高斯光束经小孔衍射的严格数学描述,对不同对准误差下的小孔衍射波面误差进行了分析,在分析中特别考虑了会聚光斑大小的影响。研究表明：小孔对准误差的引入使得衍射波面偏差迅速增大,且衍射波面偏差随对准误差的增大呈线性增长;相同对准误差下,衍射波面偏差随会聚光斑半径的增大而减小,要获得同等衍射波面偏差,允许的对准误差随会聚光斑的增大呈近同倍数增长。给出了0.5～3μm小孔在不同会聚光斑直径和小孔对准误差下的衍射波面误差分布数据,研究结果可为点衍射干涉仪中会聚透镜的选取、小孔对准精度要求的确定以及小孔衍射波面误差的估计提供重要参考数据。; 高芬蒋庄德李兵; 关键词：点衍射干涉仪误差分析

特种微机电系统压力传感器被引量：12: 2013年; 通过对微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器设计方法与封装制作工艺问题的研究,针对不同应用环境下对压力传感器的性能、尺寸及封装要求,提出相应的传感器力学结构模型——微压结构、梁膜结构及倒杯结构,通过相应的FEM有限元建模方法对传感器结构进行仿真分析并优化结构尺寸,建立合理的力学结构;进行MEMS工艺设计及封装工艺满足传感器微小尺寸、耐高温冲击响应及高过载能力等要求。其中,针对微压传感器在测量过程中高灵敏度与非线性矛盾问题进行力学分析及仿真,分析不同结构的传感器的力学特性及结构尺寸对传感器输出特性的影响,提出新型梁膜结构微压传感器结构,对新型结构传感器进行MEMS工艺研究;根据空气动力学试验、航空测试及火药爆破试验等对高温压力传感器的动态特性要求,采用倒杯式高频响压力传感器及齐平膜封装方式,提高传感器的动态响应特性,满足10 kHz到1 MHz的频响要求;通过有限元分析耐高温冲击封装结构,采用梁膜封装结构提高了耐高温压力传感器的可靠性。通过压力传感器仿真验证、静态特性试验及动态冲击响应试验验证传感器力学结构建模方法、MEMS工艺设计及封装设计的正确性。; 蒋庄德田边赵玉龙赵立波; 关键词：微机电系统压力传感器封装

矩形微悬臂梁的流固耦合谐振频率分析被引量：2: 2013年; 为了得到矩形微悬臂梁的谐振频率与流体密度的理论关系式,建立了微悬臂梁与流体的耦合振动微分方程.通过叠加微悬臂梁的真空振型替代微悬臂梁的流固耦合振型,将流体对微悬臂梁的影响转换为流体动压力,利用真空振型的正交性对振动微分方程进行求解,从而得到悬臂梁谐振频率与流体密度的函数关系.在此基础上,对浸没于10～30℃正庚烷和异辛烷中的单晶硅微悬臂梁的谐振频率进行理论计算、仿真分析和实验测量,将谐振频率的理论计算值分别与仿真和实验值进行比较,结果表明：理论值和仿真值的绝对偏差低于2.8％,理论值和实验值的绝对偏差低于0.9％,验证了悬臂梁的流固耦合谐振频率与流体密度理论关系式的正确性,为流体密度的测量和传感器尺寸的微型化提供了理论基础和参考依据.; 赵立波徐龙起热合曼艾比布力张桂铭王鸿雁秦宇刘志刚赵玉龙蒋庄德; 关键词：流固耦合微悬臂梁谐振频率

典型纳米结构制备及其测量表征被引量：3: 2013年; 针对纳米器件中的典型几何特征,制备了3种纳米结构,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等测量工具对所制备的纳米样板进行了测量、分析和表征。提出转换薄膜厚度为线宽的公称值、基于多层薄膜淀积技术制备纳米宽度结构的方法,制备出了具有名义线宽尺寸分别为20 nm、25 nm、35 nm的纳米栅线结构。用离线的图像分析算法对所制备的纳米线宽样板的线边缘粗糙度/线宽粗糙度(LER/LWR)以及栅线线宽的一致性进行了评估。实验表明所制备纳米线宽样板的栅线具有较好的一致性,LER/LWR值小,且具有垂直的侧壁。采用电子束直写技术(EBL)和感应耦合等离子体刻蚀(ICP)制备了名义高度为220 nm的硅台阶样板。实验表明刻蚀后栅线边缘LER/LWR的高频成分减少,相关长度变长,均方根偏差值(σ)增大。采用聚焦离子束(FIB)制备了纳米单台阶和多台阶结构,并对Z方向的尺度与加工能量之间的关系进行了分析。; 蒋庄德王琛英杨树明; 关键词：EBL ICP FIB

Single-electron detection utilizing coupled nonlinear microresonators被引量：1: 2020年; Since the discovery of the electron,the accurate detection of electrical charges has been a dream of the scientific community.Owing to some remarkable advantages,micro/nanoelectromechanical system-based resonators have been used to design electrometers with excellent sensitivity and resolution.Here,we demonstrate a novel ultrasensitive charge detection method utilizing nonlinear coupling in two micromechanical resonators.We achieve single-electron charge detection with a high resolution up to 0.197±0.056 e=/√Hz Hz p at room temperature.Our findings provide a simple strategy for measuring electron charges with extreme accuracy.; Xuefeng WangXueyong WeiDong PuRonghua Huan; 关键词：TEMPERATURE NONLINEAR

点衍射干涉仪系统误差标定算法研究被引量：4: 2013年; 为评估面形检测点衍射干涉仪的检测精度,提出用被检镜倾斜旋转法标定点衍射干涉仪的系统误差,研究可同时分离出被检球面镜旋转对称及旋转非对称面形误差的标定算法。将被检球面镜绕初始光轴及相对成小角度的倾斜光轴作两次平分角度旋转检测,利用单次平分旋转检测数据估计出被检镜面形的旋转非对称部分,利用两次旋转检测重叠区域各点系统误差不变性构建旋转对称部分的差值方程,运用最小二乘法求解用泽尼克多项式表述的旋转对称部分的系数,估计出的被检镜面形的旋转对称部分,两者相加估计得被检镜的真实面形。从干涉仪测试数据中减去被检镜的真实面形数据计算得系统误差。分析标定原理,推导标定算法公式,并仿真验证算法正确性。仿真研究结果表明,经算法估计的被检镜面形和系统误差与仿真输入值吻合,方均根误差的差值均小于0.03 nm,残差的方均根值均小于0.3 nm,满足亚纳米级标定精度需求。; 蒋庄德高芬李兵; 关键词：面形误差

基于MEMS技术的梯形悬臂梁密度传感器被引量：1: 2013年; 本文采用基于MEMS技术的梯形悬臂梁密度传感器分别在26-34℃和30-50℃范围内，对甲苯和0．65CS二甲基硅油进行了密度实验研究。选用甲苯作为标准液对该传感器的工作参数进行标定，并测量了甲苯在26℃,30℃和34℃处的密度值。将甲苯的密度实验值与参考值进行比较，得到最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为0．70％和0．43％。使用已标定的密度传感器对0．65CS二甲基硅油进行密度测量，并将硅油的密度实验值与参考值进行比较，得到最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为4．21％和4．16％，低于5％，满足工程上的需要。; 赵立波徐龙起热合曼.艾比布力张桂铭蒋庄德赵玉龙王久洪王晓坡刘志刚; 关键词：MEMS 谐振频率传感器

基于扩展平均的多步相移算法及误差抑制特性比较被引量：7: 2014年; 为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两类算法对相移器移相误差及CCD非线性误差的抑制特性.结果表明：同类算法下,步数越多的算法,对这两项误差的抑制效果越好,但达到一定步数后对测量的影响可以忽略;B类算法具有增强的移相误差抑制能力,在相移不准情况下可优先选用B类算法;A类算法对CCD非线性误差几乎完全免疫,而B类算法受一定CCD非线性误差影响,但对大多数高准确度CCD来说,其在常规检测中的影响可以忽略;由相移噪音引入的随机性测量误差的极大值要略大于相移噪音本身,且不同算法对相移噪音的抑制效果差别不大,因此相移噪音对测量的影响不可忽略.文中给出了不同误差影响下各算法引入波面检测误差的比较数据,研究结果可为实际干涉测量中最适相移算法的使用和选用提供理论指导及数据参考.; 高芬蒋庄德李兵田爱玲; 关键词：误差分析

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高等学校学科创新引智计划(B12016)

文献类型

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主题

机构

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