国家自然科学基金(60772018)
- 作品数：9 被引量：24H指数：3
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- 相关机构：中国科学院电子学研究所中国科学院研究生院华北电力大学更多>>
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- 用于液相检测的谐振式电磁扭摆
- 2011年
- 提出了一种工作在扭转模态的微机械谐振器,与传统的弯曲模态相比,扭转模态能量损耗低,更适用于液相检测。通过ANSYS仿真优化了结构,针对液相中阻尼较大的特点设计可输出大电流的驱动电路,并根据扭摆的输出与速度相关的特点设计了能量补偿电路,此电路可对能量损失进行有效的补偿,扭摆在液相中的品质因数由2.65提高到了40。
- 李翔陈德勇王军波
- 关键词：液相品质因数
- 用于液相检测的微机械扭摆谐振器
- 2009年
- 提出了一种在扭转模态工作的微机械谐振器,与传统的弯曲模态相比,扭转模态能量损耗低,故更适用于液相检测。通过理论建模优化了结构;通过加入合适的补偿电路使谐振器在液体中的Q值达到500;此传感器包含检测扭摆和参比扭摆,对两个摆在闭环下的频率变化进行记录,对两者差分可有效抵消由于温度漂移及非特异性吸附等引起的频率变化。上述结果验证了此种谐振器用于液相检测生物分子的可行性。
- 李翔陈德勇王军波
- 关键词：液相检测
- 单晶硅振动环陀螺仪的制作被引量：6
- 2010年
- 为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析了不同工艺参数对陀螺仪性能的影响,并依据分析和实验结果改进了工艺流程和参数。最后,采用该方法制作了振动环式微机械陀螺仪并进行了测试。实验结果表明,采用该方法能成功制作电容间隙为3μm、厚度为80μm的振动环式陀螺仪微结构。与传统的制作方法相比,工艺流程大为简化,掩模板数量从7块减少到2块,满足器件性能可靠、工艺简单、成品率高的要求。
- 张明陈德勇王军波
- 关键词：深刻蚀阳极键合
- 一种用于乳酸检测的新型微流控芯片
- 2008年
- 基于光度吸收原理,设计了一种集成片上混合和光纤检测功能于一体的微流控芯片,用于细胞和组织培养过程中乳酸代谢浓度的在线检测。通过光学设计软件(Zem ax)优化设计了吸收光路,得到微流控芯片沟道宽度为250μm,利用计算流体动力学软件(CFD)模拟确定了乳酸和显色剂片上混合时微流控芯片沟道的溶液完全混合位置和光纤检测点,采用微电子机械系统(MEMS)加工了基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微流控芯片,将片上混合和光纤检测功能集成在一个以PDMS和载玻片组成的芯片上。实验结果表明,该芯片成功实现了乳酸和显色剂的片上混合和实时检测,检出限(LOD)为0.52 mmol/L(47 mg/L),乳酸浓度从1 mmol/L变化至5 mmol/L时的芯片响应时间为130 s,能够满足细胞和组织培养过程中乳酸在线检测要求。
- 王军波吴旻宪崔铮崔大付
- 关键词：乳酸微流控芯片
- 降低振动环式微机械陀螺同频干扰的方法研究被引量：1
- 2008年
- 受MEMS加工工艺等因素影响,振动环式微机械陀螺存在一定的不对称,引起检测端的同频干扰,导致检测信号的信噪比降低。通过对振动环式陀螺进行激励模态和检测模态的动力学分析,研究激励信号、干扰信号和Coriolis力之间相位关系,提出降低同频干扰的解决方法,以提高陀螺检测灵敏度。
- 韩磊李守荣王军波陈李陈德勇
- 关键词：同频干扰
- 扩散硅谐振式压力传感器同频干扰的建模与消除被引量：5
- 2009年
- 为简化谐振式微机械压力传感器的制备工艺,提出了一种采用扩散硅作为谐振梁的压力传感器,并采用电磁激励实现传感器的闭环控制。实验中发现:由于采用扩散硅材料,传感器受到较为严重的同频干扰影响,因此,消除传感器的同频干扰成为需要解决的一个主要问题。通过对采用扩散硅作为谐振梁的压力传感器微结构进行分析,建立了传感器主要噪声来源同频干扰的等效电路模型,据此提出一种新的不对称双端激励解决方法。实验结果表明,该方法可有效地降低传感器的同频干扰,传感器的信噪比由1.53提高至35,为传感器闭环激励和检测提供了有效的手段。
- 赵晋敏李守荣王军波陈德勇刘磊史晓晶
- 关键词：扩散硅同频干扰
- 基于电磁激励的SOI-MEMS谐振式加速度计的闭环检测系统(英文)被引量：2
- 2012年
- 介绍了一种基于电磁激励方式,采用基于绝缘体上硅的微电子机械系统(SOI-MEMS)加工方法制作谐振式加速度计及其闭环控制电路系统.传感器芯片制作采用的是SOI材料(10μm+2μm+290μm),利用MEMS加工工艺制作.当外界z轴方向加速度作用于加速度计时,加速度计的两根"H"型谐振梁因受到弯曲应力而产生谐振频率的漂移,通过检测谐振梁频率的变化标定加速度的大小.电磁激励检测方式有利于加速度计的最终闭环控制.闭环电路控制系统主要由增益放大部分、自动增益控制(AGC)电路缓冲系统和移相器组成.测试结果显示,当有1g重力加速度作用于加速度计,闭环电路可稳定输出检测正弦频率信号58.958 kHz,与开环扫频结果一致.加速度计的"H"型谐振梁空气中检测Q值约为400,灵敏度可达584 Hz/g.
- 王军波商艳龙陈德勇史强李光北
- 关键词：闭环控制谐振式加速度计
- 电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制研究被引量：12
- 2010年
- 在谐振器动力学分析的基础上,系统地比较了谐振式压力传感器检测速度谐振频率和检测位移谐振频率的优缺点。设计出一种零相移的电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制系统,该系统利用检测速度谐振频率提高传感器的信号检测稳定性,并且控制电路无需移相环节即可保证传感器在工作频率范围内实现稳定可靠的闭环自激。实验结果表明,采用该闭环控制系统的传感器具有较高的稳定性,传感器长时漂移低于0.025%F.S.,在10 hPa^1050 hPa范围内非线性度为0.06%。
- 刘猛王军波李玉欣陈德勇
- 关键词：谐振式压力传感器闭环控制
- 微机械振动环陀螺(英文)
- 2009年
- 为了减小振动环驱动模态和检测模态的频率差从而提高陀螺性能,提出了一种采用电磁驱动、电磁检测的全对称振动环陀螺结构。采用MEMS体硅工艺完成该微机械振动环陀螺的加工,其结构在保持镜像对称的同时,还保持了中心对称,因此整个结构高度对称,有利于减小模态频率差。为有效跟踪陀螺驱动模态的谐振频率并稳定驱动模态的幅值,设计了闭环驱动控制电路。该电路由低噪声前置放大器、相位调整环节以及自动增益放大器( VGA)组成。测试结果表明,该陀螺两个模态频率差为0.27 Hz ,实现了频率较好的匹配。在±200°/s ,测得陀螺灵敏度为8.9 mV/(°/s) ,分辨力为0.05°/s ,非线性度为0.23 %。
- 陈李陈德勇王军波
- 关键词：微机械陀螺闭环控制
