中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室
- 作品数：34 被引量：101H指数：6
- 相关作者：李涛朱志飞郭明更多>>
- 相关机构：鄂尔多斯应用技术学院信息工程系河北建筑工程学院机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省自然科学基金山西省基础研究计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程电子电信电气工程更多>>
- Fe_3O_4-PDMS纳米复合材料磁电阻特性及变化模型的研究
- 2014年
- 主要研究了复合材料磁电阻特性,提出了复合材料的制备方法,并测量了材料形貌、磁化特性、磁电阻随磁场的变化特性。结果表明,复合材料在环境磁场中能够产生磁电阻效应,其磁电阻特性受材料中分散的纳米颗粒的磁化特性所影响,并且复合材料磁电阻随着材料中纳米颗粒的分散浓度的增大而增大。根据磁场环境下复合材料中纳米颗粒之间沿磁场方向的相互作用以及聚合物材料的粘弹性,重点分析了该复合材料的磁电阻变化机理并提出了复合材料的磁电阻变化模型。随后,利用纳米颗粒的磁化数据以及PDMS的动力学参数进行了复合材料磁电阻变化特性的数值仿真,并将仿真数据与实测数据进行对比,对比结果显示该模型能够准确描述复合材料的磁电阻变化特性。
- 陈国彬杨会张晓明刘俊
- 关键词：磁电阻FE3O4PDMS纳米复合材料
- 碳酸氢钠对柔性摩擦纳米发电机输出性能的影响被引量：1
- 2022年
- 作为一种新型能源采集方式,柔性摩擦纳米发电机(TENG)可利用摩擦起电效应和静电感应将人体运动的机械能转化为电能。为了有效提升柔性TENG的输出性能,选用常见食品添加剂碳酸氢钠作为柔性硅橡胶薄膜掺杂材料,系统研究了其掺杂质量分数对硅橡胶基TENG输出性能的影响。实验结果表明,当掺杂质量分数为15%时,TENG的输出开路电压、输出短路电流和输出功率分别为610 V、18μA和31 mW,有效提升了TENG的输出性能,并成功实现了为电子手表供电。这种TENG性能提升方法具有工艺简单、成本低廉的优势,可进一步扩展TENG在可穿戴领域的应用潜力。
- 陈亮石树正耿明超何剑
- 关键词：硅橡胶碳酸氢钠
- 一种新型铂铑薄膜热电偶的制备及其性能测试被引量：1
- 2022年
- 为满足快速测量火工品发火温度的需要,研制了一种以铂铑(PtRh)作为偶极材料的快速响应S型铂铑薄膜热电偶。使用丝网印刷技术,通过光刻制成网版,制备铂-铂铑(Pt-PtRh)偶结点及蛇形微换能元,再经过高温马弗炉烧结工艺完成薄膜热电偶的制备得到样品,最后测试了样品的静态特性和动态特性。实验结果表明,研制的薄膜热电偶的静态性能与标准S型热电偶的热电动势曲线具有较高的吻合度,且薄膜热电偶在低温段(50~600℃)的精度约为1.24%,在高温段(600~1 500℃)约为1.05%。时间常数为530μs。研制的新型铂-铂铑薄膜热电偶具有快速响应、高精度及耐高温等特点,可满足快速测量火工品发火温度的需求。
- 张秋宁张志杰陈昊泽
- 关键词：薄膜热电偶丝网印刷
- 基于SOI的MEMS高温压阻式压力传感器被引量：6
- 2021年
- 基于高温环境下压力实时监测的广泛需求,设计并制备了一种最大量程为1.5 MPa的绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器。根据压阻效应原理和薄板变形理论,完成了传感器力学结构和电学性能的设计,采用微电子机械系统(MEMS)加工工艺完成了敏感芯片的制备,并使用了一种可耐300℃高温的封装技术。实验中采用了常温压力测试平台和压力-温度复合测试平台进行测试,测试结果表明,封装后的传感器在常温环境下具有良好的非线性误差、迟滞性和重复性,其灵敏度可达到0.082 8 mV/kPa,同时在300℃高温环境中其灵敏度仍可达0.063 8 mV/kPa。
- 单存良梁庭王文涛雷程薛胜方刘瑞芳李志强
- 关键词：高温压力传感器压阻效应
- 面向固态电子自旋操控的紧凑Ω形微波辐射结构设计被引量：1
- 2023年
- 设计了一种面向金刚石中氮空位(NV)电子自旋调控的紧凑Ω形印制电路板(PCB)表面贴装微波辐射结构,通过计算PCB上2.87 GHz微波的1/2波长长度限制整体结构尺寸,完成设计后加工,并进行测试表征。制备的微波辐射结构尺寸为20 mm×29 mm×0.16 mm,辐射强度高,能够方便地在金刚石附近放置射频线圈等部件进行核自旋调控。在测量过程中,不同磁场下的光探测磁共振谱表明,在2.7~2.87 GHz的范围内,光探测磁共振(ODMR)谱均具有很好的信噪比和对比度。使用Rabi信号表征了辐射结构的微波辐射能力,测量得到的Rabi频率可达3.5 MHz。最后在两个不同的磁场条件下,测量了金刚石样品的自旋回波信号。实验测试结果表明,设计的PCB上紧凑Ω形微波辐射结构具有很好的电子自旋操控能力,可为核自旋调控部件提供安装空间,能很好地应用在基于固态电子自旋的精密测量中。
- 高研杰郭浩唐军
- 基于激光三角法的火炮身管内径测量系统设计被引量：10
- 2021年
- 为了解决目前火炮身管内径测量精度低、内表面形貌还原度差和测量不方便的问题,设计了一种基于激光三角法的火炮身管自动测量系统。该测量系统主要选用激光传感器、单片机和步进电机,设计推进式的机械测量结构,利用几何定心原理,对火炮全身管自动测量;最小测量内径为60 mm;采用滤波、三次样条插值法对采样数据进行处理,显著减小了测量误差。使用测量系统对不同口径的身管进行测量,测量结果表明,该测量系统能稳定工作,能实现对不同内径的身管进行测量,测量分辨率为0.001 mm,测量精度为0.02 mm,测量点准确,上位机各部分功能正常,能对身管内壁磨损缺陷等情况很好地还原。该测量系统测量误差小,测量效率高,测量系统操作简单,实现了高自动化,同样能应用在同类管道测量中。
- 崔永俊张强
- 关键词：激光三角法
- 温度对(Pb0.97La0.02)(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电薄膜储能行为的影响被引量：1
- 2018年
- 反铁电薄膜因其利用反铁电-铁电相变实现高效能量存储（即高储能密度和高储能效率）成为目前国际上研究热点,然而对其储能行为随温度变化规律研究甚少。系统研究了锆钛酸铅基反铁电薄膜（Pb0.97La0.02）（Zr0.95Ti0.05）O3的制备和性能表征;测量了不同温度下薄膜的电滞回线,室温下薄膜饱和极化强度约为35. 37μC/cm^2,随着温度的升高,饱和极化强度降低,同时薄膜从反铁电相依次相变为铁电相、顺电相;研究了反铁电薄膜有效储能密度及能量转换效率,室温下反铁电薄膜的有效储能密度约为7. 73 J/cm^3,能量转换效率约为49%,随温度升高,有效储能密度降低而能量转换效率保持不变。
- 耿文平乔骁骏穆继亮丑修建
- 关键词：能量存储电滞回线锆钛酸铅
- 单悬臂梁阵列式压电能量采集器的研究被引量：1
- 2015年
- 根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用ANSYS软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为3.9和4kHz;利用溶胶-凝胶法制备出15和20层的PZT压电功能薄膜,电镜扫描其厚度分别为1 849,2 667nm,AFM对比表面形貌其粗糙度分别为1.8和2.11nm,后者致密更好,颗粒较小,相变温度相对比较高。
- 贺婷丑修建王二伟甄国涌张文栋
- 关键词：压电效应MEMSANSYSPZT薄膜
- 一种超宽带柔性梯形环分形天线的设计被引量：2
- 2022年
- 基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备。采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能。在最外层梯形环结构上加载弧形边缘,可以进一步改善天线在2.7~14.1 GHz频段内的回波损耗。天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为介质基板,采用MEMS工艺加工,金属部分两次溅射成型,具有精度高和超宽带性能稳定的特点。制作的天线相对带宽可达157.2%(2.36~19.7 GHz),在共形于20 mm半径的圆柱后,天线最低工作频率向右偏移460 MHz,但仍具有稳定的超宽带特性。在天线的工作频率内,柔性梯形环天线的辐射方向图稳定,测试结果与仿真结果一致性较好。
- 陈沁文张斌珍段俊萍邓浩武鑫磊
- 关键词：分形天线超宽带天线
- SOI高温压力传感器无引线倒装式封装研究被引量：2
- 2021年
- 绝缘体上硅(SOI)压阻式压力传感器理论工作温度可达450℃,但传统的器件在高温、振动以及高腐蚀环境中电连接容易失效。开展基于无引线倒装式封装芯片方法的研究。首先,在完成SOI压力传感器芯片制备的基础上,提出了基于阳极键合工艺和玻璃通孔填充(TGV)工艺的倒装式封装方案;其次,研究带有图形的硼硅玻璃和SOI阳极键合工艺,以及基于电镀工艺的通孔金属填充工艺,并对键合强度、键合界面、金属填充效果以及电连接性能进行测试;最后,针对封装好的芯片在常温环境下进行传感器气密性、电连接性能、线性度以及重复度等性能进行测试,进一步验证无引线倒装式封装方法的可行性和有效性。
- 董志超雷程梁庭薛胜方宫凯勋武学占
- 关键词：阳极键合
