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耦合结构对音叉式陀螺振动特性的影响被引量：1: 2013年; 耦合结构对MEMS音叉式陀螺振动特性具有重要影响。针对一种典型结构的音叉式陀螺及其耦合结构,在分析其工作原理的基础上,建立了其驱动模态的振动模型。基于该模型,计算了在陀螺刚度不对称、驱动力幅值不对称及质量不对称3种情况下,该耦合结构对陀螺振动特性的影响。利用有限元仿真软件,对该耦合结构在3种情况下对陀螺振动特性的影响进行了仿真比较。计算与仿真结果表明,当驱动力频率恒定时,耦合结构的刚度对振动特性无影响;但是对于工作在固有频率点的音叉式陀螺,通过改变耦合结构尺寸,能够调整陀螺固有频率,进而对振动特性产生影响。根据结果,提出了音叉式陀螺耦合结构的设计准则。; 孙香政王刚郭志想陆志东; 关键词：MEMS 有限元

真空封装硅微陀螺品质因数的标定被引量：5: 2014年; 建立了真空封装陀螺的无激励欠阻尼二阶系统模型,用于测量真空封装硅微陀螺的品质因数。对该模型进行理论推导,提出了一种时延常数测试方法。该方法首先利用锁相环路,驱动陀螺实现闭环谐振,获得较大的初始振幅。然后关断激励信号,通过放大电路和解调电路,记录硅微陀螺振荡幅值的衰减过程;用计算机通过Matlab GUI实时采集并拟合振幅衰减曲线,获得时间常数。最后,通过时间常数解算获得真空封装硅微陀螺的品质因数。对真空封装硅微陀螺品质因数的实验测试结果表明:该方法实测数据与理论分析模型的拟合度为99.999%,测试重复性为4.03%,优于传统的扫频测试法的重复性。对比时延常数法与锁相放大器扫频测试法的测试数据显示:时延常数法具有更高的测量精度和更高的测试效率。该方法可以推广到其它高真空封装MEMS器件的品质因数测量。; 王玉朝滕霖孙香政王刚郭志想余才佳; 关键词：真空封装品质因数扫频法

差分电容硅微加速度计检测电路研究被引量：4: 2015年; 针对硅微加速度计中微小差分电容检测,提出了一种基于调制解调方法的闭环检测电路,介绍了该闭环检测系统的原理框图和实现途径。分析了基于单路载波的前置电容-电压(C-V)转换电路,证明了基于相关芯片的解调方法的有效性,其解调效率仅对开环输出有影响;基于双路反馈电路的静电力平衡回路有效提高该检测系统的线性度。结合硅微加速度计参数和电路设计参数,对加速度计系统进行了仿真,仿真结果显示系统稳定,刻度系数为0.9 V/gn左右,带宽700 Hz左右。结合表头进行的精密转台实验结果表明该加速度计系统刻度系数0.88 V/gn,量程可达±13 gn。; 王猛肖鹏徐林鹏王玉朝滕霖; 关键词：微加速度计检测电路差分电容调制解调

MEMS谐振器刚度非线性特性及其表征被引量：3: 2015年; 为了准确表征微电子机械系统(MEMS)谐振器在大振幅运动时的行为特性,建立了刚度非线性MEMS谐振器集总参数模型,并创建了一整套MEMS谐振器非线性特性的表征方法和测试系统。搭建了基于锁相环和自动增益控制的MEMS谐振器闭环工作电路,分析了不同驱动振幅下,MEMS谐振器的工作状态。推导建立了工作振幅、工作频率与MEMS谐振器刚度非线性之间的数量关系。最后,基于衰减模式和稳定振荡模式两种工作形态,实际测量了MEMS谐振器的无阻尼自然谐振频率和刚度非线性。结果显示:无阻尼自然谐振频率和刚度非线性系数的测量重复性分别为18.6×10-6和1.50%。针对实测的MEMS谐振器无激励振幅自衰减曲线,分别用理想二阶系统谐振器模型和刚度非线性谐振器模型进行残差分析。结果显示后者的残差要比前者的残差小9.5%,表明刚度非线性MEMS谐振器模型更接近真实情况,也验证了该刚度非线性特性表征方法的准确性。基于该方法,测量了MEMS谐振器刚度非线性系数和无阻尼自然谐振频率的温度特性,得到的无阻尼自然谐振频率的温度系数为-0.487Hz/℃,线性拟合度达99.964%。; 王玉朝余才佳田蕊滕霖; 关键词：锁相环自动增益控制

振动式微机械陀螺环境适应性提升研究: 抗振动性和温度特性等环境适应性是高精度、高可靠性振动式微机械陀螺实现和工程化应用的关键技术。本文从结构设计、电路控制、MEMS工艺、后端封装等微机械陀螺研发的全流程,系统性提出了实现微机械陀螺抗振动性和环境温度适应性的方...; 王刚王玉朝余才佳; 关键词：温度特性; 文献传递

湿度对微型加速度计粘连失效的影响被引量：4: 2014年; 粘连是微/纳器件的一种典型失效模式,由于湿度引起的粘连失效占很大比例。以MEMS摆式加速度计为模型,分析了湿度引起粘连失效的机理,主要是毛细黏性力的影响。为了研究材料性质和粗糙度对粘连的影响,对比钨(W)、铝铜(AlCu)和铝(Al)3种不同电极材料,发现Al电极材料表面接触角和表面粗糙度都很大,对应芯片的粘连比例较少。利用HMDS对粘连芯片内表面进行疏水处理,有效减少了粘连比例。研究表明选用接触角大的电极材料、增加电极表面粗糙度和表面疏水处理均能有效减少毛细黏性力为主导的粘连。; 宋运康赵坤帅闫鑫李川; 关键词：粗糙度

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国际科技合作与交流专项项目(2011DFA72370)