摘要：为解决传统接触式测温中存在的破坏温度场、装置布线不便且需要回收读数等问题,设计了一套瞬态温度测试装置。该装置基于比色测温原理,主要由光学系统、二象限探测器、光电放大电路以及单片机STM32组成。其中利用STM32单片机设计了无线数据传输模块,以保证实验数据的实时传输与测试温度的实时显示,大大削弱了测试环境的影响,提高了装置的易用性。利用该装置在实验室环境中进行了瞬态温度的测试实验,并与红外测温仪进行了实验结果的对比。选择了其中6个时间节点进行了测试结果的分析,结果表明:比色测温装置与红外测温仪的相对误差均小于1.2%,能够满足温度测试的需求。

摘要：针对当前的MEMS矢量水听器存在左右舷模糊问题,提出了一种四元阵型MEMS矢量水听器微结构。首先,从理论上分析了当前的MEMS矢量水听器左右舷模糊问题,从而提出了可消除左右舷模糊的四元阵型MEMS矢量水听器微结构。其次,对四元阵型MEMS矢量水听器微结构进行有限元仿真,声源方向可以通过分析各阵元应力分布情况而唯一确定。最后,通过驻波声场试验验证其可行性,结果表明,该微结构可实现左右舷分辨,有效消除左右舷模糊。

摘要：纳机电矢量水听器具有低频性能好,灵敏度高等性能优点,在深海探测领域具有巨大的应用潜力,为满足超深水工作的要求提出了绝缘托盘式新型封装结构,解决了纳机电矢量水听器的耐高静水压技术难题。首先,进行聚氨酯透声帽外围封装承压分析,理论论证聚氨酯基体树脂材料的极限耐静水压强度为42.3 MPa。然后,对MEMS芯片输出电压进行理论计算以及对其进行模态仿真,得出在高达20 MPa的静水压作用下,传感器的输出灵敏度基本无变化,而且工作频带有所拓宽。测试结果表明:改进封装的纳机电矢量水听器在高压20 MPa时,可以实时获得敲击信号;加压前后,该水听器在20 Hz^1 000 Hz工作频带内水听器的灵敏度和指向性基本一致。

摘要：MEMS仿生矢量水听器是一种新型水声传感器,其工作性能决定于内部MEMS声电换能微结构的几何、材料及流体环境参数。为深入探讨该水听器的工作机理并提高其工作性能,针对其内部微结构通过合理的简化建立了相应的单自由度等效力学模型,并推导出理想流体环境下该微结构一阶固有频率与其几何、材料及流体环境参数间的解析表达式。在此基础上,推导出现有水听器微结构的一阶固有频率,并搭建实验平台进行验证,实验结果表明理论值与实验值间的相对误差低于5%,从而验证了该力学模型的有效性,为水听器的设计及优化提供了理论基础和参考依据,同时也为具有类似结构的传感器的性能分析奠定了基础。

摘要：运用于火炮膛压测量的电子测压器对体积和功耗有严格的要求。为降低电子测压器的整体功耗,解决保温试验时无法接触上电的问题,提高系统可靠性,设计了一种新型智能倒置开关。该倒置开关以数字加速度计为核心,可通过智能判断外界动作对系统电能进行管理,带有防误上电功能。抗冲击试验验证了其在恶劣环境下具有可靠的生存能力。试验数据显示,智能倒置开关的应用合理分配了电量,有效提高了电子测压器的工作时间和使用可靠性,较普通倒置开关估拥有更优良的性能。

摘要：为确保微型电子测压器在高温、高压、高冲击的实测环境中的测试精度,缩短校准周期,设计了模拟火炮膛内压力环境下的微型电子测压器动态校准系统,并从"虚拟"标准测试系统的建立和测压器动态灵敏度的计算两方面介绍了原始和改进的动态校准方法。对比分析其结果可知,改进的动态校准方法不仅能提高微型电子测压器的测试精度,而且能有效缩短校准周期,从而验证了改进的动态校准方法的可行性和合理性。

摘要：针对目前电阻层析成像(ERT)系统激励产生和数据采集较复杂的问题,实现了一种改进的单电极激励ERT硬件系统。采用微控器控制DAC芯片产生脉冲电压信号驱动精密电压/电流转换电路产生双极性脉冲电流激励,同时控制ADC芯片完成数据同步采集。该方法简化了激励信号的产生,不需要数据同步采集的控制模块,具有电流激励可调的特点。实验结果表明,改进的16电极ERT系统在简化设计的同时可实现208帧/秒的数据采集速度,满足实际应用要求。

摘要：为了避免微加速度计在加工过程中,由于湿法腐蚀的各向异性而造成的凸角处产生削角现象,必须根据各个晶向的腐蚀快慢特性和腐蚀深度的要求,在腐蚀开始前设计好补偿的掩膜图形,使之在特定的腐蚀时间后显现出理想的凸角形状.以一种梁-质量块结构的加速度计为模型,为了在加工过程中,得到完整的质量块结构,使结构具有更好的对称性,对各种凸角补偿方式进行了研究.利用(100)面硅片各向腐蚀速率的快慢特性和一定的几何知识,计算出各种凸角补偿方式最佳的补偿几何尺寸模型.这样,在设计加速度计制造工艺时,就可以直接利用这些尺寸模型,得到最佳的结构.

摘要：步进应力试验是一项不同于传统可靠性模拟实验的激发式试验技术,其属于可靠性强化试验范畴。在对硅压阻式压力传感器失效模式和失效机理调研的基础上,对其进行随机振动步进试验研究。通过基于传统设备的随机振动步进试验,使产品设计和工艺缺陷得以暴露,提出相关改进措施,并根据应力—强度干涉模型(stress-strength interference model)计算其可靠度。

摘要：针对现阶段常用的射频微机电系统(RF MEMS)开关频带窄和稳定性差这个特点,本文提出了一种结型梁RF MEMS开关,该微结构采用了的共面波导线的传输线形式以便于与其他器件串并联,使用结型梁增强了开关的稳定性。首先就RF MEMS开关模型的设计及工作原理进行介绍,然后利用有限元分析软件ANSYS对其驱动电压进行分析,并进一步利用HFSS高频仿真软件,针对结型梁结构的RF MEMS开关进行射频性能的分析优化,得到了在频带宽为45 GHz,在15~60 GHz插入损耗小于0.15dB,隔离度高达52dB的RF MEMS开关,最后验证了其在较高加速度冲击条件下依然具有较高的稳定性,适用于恶劣环境。