国家自然科学基金(61273052) 作品数:6 被引量:11 H指数:2 相关作者: 常洪龙 杜松杰 苑伟政 谢建兵 周平伟 更多>> 相关机构: 西北工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 教育部“新世纪优秀人才支持计划” 更多>> 相关领域: 机械工程 电子电信 自动化与计算机技术 理学 更多>>
MEMS陀螺六阶连续带通多反馈∑△M闭环控制系统(英文) 被引量:1 2013年 设计了一种用于MEMS陀螺敏感模态的六阶连续带通多反馈∑ΔM闭环控制系统,以及相应的系统参数多目标优化方法.与以往的低通∑△M闭环控制系统相比,该系统不仅具有更好的噪声整形特征,能较大程度抑制陀螺噪声,而且易于在PCB电路上实现.由于整个闭环系统非常复杂且非线度较高,采用遗传算法对系统参数进行了多目标优化.系统优化之后的仿真结果显示,当输入角速度为200°/s时,在64 Hz带宽范围内陀螺信号的信噪比可大于90 dB,底噪为-120 dBV/(Hz)^(1/2).最后采用常压封装的z轴全对称解耦结构的绝缘体上硅陀螺在PCB电路上进行了系统功能验证,测试结果显示系统具有明显的带通噪声整形特征,陀螺底噪为-100 dBV/(Hz)^(1/2). 陈方 苑伟政 常洪龙 杜松杰关键词:陀螺 噪声整形 Notching效应在MEMS风速仪制造工艺中的应用 被引量:1 2013年 深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应加工出以悬空硅作为敏感单元的风速仪,其响应时间常数和电阻温度系数TCR(Temperature Coefficient of Resistant)分别为1.08μs和4 738×10-6/℃。正如所描述的,对于特定的微机械应用,Notching效应可以转变为一种加工优势,提高了微加工过程中的变化性。 常洪龙 周平伟 谢建兵 杨勇 谢中建 袁广民关键词:深反应离子刻蚀 基于间断性腐蚀法的铂热敏传感器的研制 被引量:2 2012年 针对铂湿法刻蚀工艺,提出了间断性腐蚀法,并与边腐蚀边搅拌法和静止法进行了对比,结果显示该方法腐蚀铂曲线光滑、效果好。之后,以普通硅片作为衬底材料,二氧化硅作为隔热层,采用上述微机电(MEMS)工艺加工制作了铂热敏传感器。经热敏性能测试,其电阻温度系数在20℃~80℃时为1571.2×10-6/℃;同一批次电阻阻值均匀性为0.35%;非线性度为0.57%;热时间常数为1.1μs;在0.5 h的稳定性测试中其变化幅值为0.005Ω,即精度为0.01%。该热敏传感器制作工艺简单,性能优异,可用于温度敏感、气体传感等热敏传感。 杨勇 常洪龙 谢中建 周平伟关键词:MEMS 传感器 电阻温度系数 基于TPWL方法的MEMS热微执行器的热电耦合宏建模 被引量:3 2015年 本文给出了一种基于轨迹分段线性化TPWL(Trajectory Piecewise-Linear)方法的非线性热电耦合宏建模技术。首先建立了MEMS热微执行器的三维非线性热电耦合模型,并采用有限元方法对其进行空间离散,然后利用新的基于全局最大误差控制的线性化点选择算法获得一组线性化点,最后使用TPWL方法构造MEMS热微执行器的热电耦合宏模型。以平板式热微执行器为例,研究了宏模型的精度、效率及可扩展性。与全模型仿真结果进行比较,宏模型仿真结果的相对误差可达到0.036%,加速比可达到100倍以上。 刘莹 苑伟政 常洪龙关键词:微执行器 热电耦合 非线性 基于∑-△M的五阶MFLR数字微加速度计闭环控制系统 被引量:1 2014年 为了进一步抑制加速度计信号带宽范围内的噪声,提出并设计了一种基于∑-△M的五阶多反馈谐振式(MFLR)微机械加速度计闭环控制系统,该系统通过增加额外的内部负反馈对量化噪声进行再一次整形.微机械加速度计结构为一种全差分式结构,在结构层厚度为60 μm、基底层厚度为400μm的SOI硅片上,经过光刻、溅射、深度反应离子刻蚀等工艺步骤加工而成.整个闭环控制系统的Matlab/Simulink模型首先被建立,然后采用“单位圆分析法”进行系统参数的设定,系统仿真显示:当输入幅值1gn、频率128Hz的加速度信号时,加速度计的噪声为-136.2 dB,与传统五阶MF结构的∑-△M闭环控制系统相比,在0 ~500 Hz信号带宽范围内的噪声降低了7.9dB.最后整个系统在四层PCB电路板上进行了功能性验证和测试. 杜松杰 苑伟政 陈方 常洪龙关键词:微机械加速度计 SIGMA-DELTA 闭环控制 一种低噪声MEMS加速度计设计与制作 被引量:3 2014年 为了提高微加速度计的噪声性能,研究了一种基于绝缘体上硅(SOI)技术的单轴MEMS加速度计的设计和加工方案。该微加速度计采用大面积质量块的电容式检测结构,通过增加检测质量,在保证灵敏度的前提下,有效地降低了微加速度计的机械布朗噪声,增强了信噪比。另外,该微加速度计采用一种基于Al保护层的MEMS SOI工艺技术制造,有利于提高微加速度计的整体精度水平。测试结果表明:微加速度计的本底噪声为20μgn/√Hz,灵敏度为2.5 V/gn。 宋萌 常洪龙 杜松杰 谢建兵 李鹏程关键词:微电子机械系统 加速度计 低噪声 高灵敏度 绝缘体上硅