摘要：轴间耦合干扰是影响3维电场传感器测量准确性的重要因素。该文提出了一种低耦合干扰的MEMS 1维电场敏感芯片,并将3个上述的芯片正交组合研制出一款低轴间耦合的MEMS 3维电场传感器。不同于已见报道的测量垂直方向电场分量的MEMS 1维电场敏感芯片,该文提出的芯片采用轴对称设计,在差分电路的配合下能够测量垂直于对称轴方向的面内电场分量,并能够消除正交于测量轴方向的电场分量的耦合干扰。该MEMS 3维电场传感器具尺寸小和集成度高等优点。实验结果表明在0~120 k V/m电场强度范围内,该MEMS 3维电场传感器的轴间耦合灵敏度小于3.48%,3维电场测量误差小于7.13%。

摘要：该文研制了一种新型的基于SOI(Silicon-On-Insulator)微机械加工技术的高性能电场传感器敏感结构。为提高传感器的灵敏度和信噪比,该器件采用侧面屏蔽感应电极的独特设计方案,降低了传感器屏蔽电极的边缘效应;并基于有限元仿真,进一步优化了传感器敏感结构参数。在室温和室内大气压条件下,测试表明,测试量程0～50kV/m,传感器总不确定度优于2%,分辨率为50 V/m。

摘要：该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm×5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 k V/m^50 k V/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。

摘要：提出并研制一种新型压电悬臂梁式微型电场传感器,该传感器是基于压电(PZT)薄膜驱动的悬臂梁式微型电场传感器;同时介绍了传感器的工作原理、结构设计、制作工艺以及初步测试结果。该微型电场传感器由多根压电悬臂梁构成,每根悬臂梁能同时具有屏蔽电场和感应电荷功能。对传感器感应电荷的能力进行了计算;并根据计算结果和工艺要求设计了传感器的参数。该微型电场传感器采用微加工技术制作,每根悬臂梁为多层复合结构(Al/Si3N4/Pt/PZT/Pt/Ti/Si O2/Si),其中PZT薄膜采用溶胶-凝胶法制备。测试结果证明,传感器具有良好的响应特性。

摘要：针对微型光声光谱气体检测实验中背景噪声严重,微音器信号无法被准确提取的问题,借助计算机及其声卡设计了PAS传感器信号检测系统。首先,分析实验中锁相放大技术的基本原理,提出利用虚拟仪器技术实现光声信号检测的方法;通过分析实验中可虚拟化的仪器原理,最终利用LabVIEW开发出自动检测系统,实现了硬件仪器软件化,有效减少实验中硬件噪声源的存在,采样频率192 kHz,采样位数24 B it,存储深度极大。结果与结论:结果表明它能从5 mV的噪声中提取0.1 mV的光声信号,误差为0.9%,能够很好的应用于光声试验中,满足稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等实验要求。

摘要：介绍了毛细作用驱动的MEMS流体微器件自组装技术的研究和发展概况,并对组装中的自对准过程进行了模拟仿真。通过仿真模拟,证明即使在器件与衬底组装区域形状大小不同时,仍可能实现自对准。这说明自组装对组装器件和衬底粘合层的形状尺寸匹配精度的要求不苛刻。同一个衬底粘合层的版图将可能适用于具有不同尺寸粘合层的器件进行安装,反之拥有同样粘合层的器件则可能安装到不同的衬底中。这些结论有助于未来更合理地设计自组装系统。

摘要：针对多组分气体的光声检测理论进行了研究,提出多组分气体检测腔的2种不同设计方法,分别是多腔检测法与单腔检测法,总结给出2种结构腔的优势与不足。在所选光源无交叉吸收和调制频率无重合的条件下,采用单腔多频率锁相法进行混合气体光声试验,结果表明单腔多组分光声检测方法准确可行。

摘要：基于高性能的微机电系统(MEMS)敏感结构芯片研制了一种新型带电作业电场测量预警系统,通过实时检测电场大小,当超出电场安全阈值发出预警信号,提醒作业人员采取相应的安全措施。基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景噪声的快速模拟解调电路,解决了数字信号处理精度低、响应慢等不足;基于ARM微控制器设计了信号采集和无线发射模块,并通过Lab VIEW虚拟仪器实现上位机显示;采用多探头三维布点方式,有效降低了人体晃动带来的干扰;10 k V输电线路模拟实验和ANSYS仿真表明:实验与仿真结果具有良好的一致性,系统具有较高测量精度,安全距离预警误差小于4.17 cm。

摘要：为了消除环境温度对硅压阻式传感器输出的影响,大幅提升硅压阻式传感器的测量精度,将传感器芯片与热源和测温原件封装在一起,通过控制加热的方式使传感器工作在恒定50℃的环境中,对传感器进行线性标定和测试。结果显示:在-45~45℃环境下,600~1 100 h Pa量程内气压传感器的测量误差小于0.3 h Pa。

摘要：基于高性能的微机电系统(MEMS)电场敏感芯片进行工频电场检测,设计了前置放大电路对芯片输出的微弱信号进行二级放大;基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景干扰噪声的模拟解调电路,提高了系统的响应速度;基于ARM微控制器实现了信号的处理,最终成功研制了一种新型手持式工频电场检测系统。输电线路下电场检测实验表明:系统具有良好的检测性能,检测结果与德国Narda电场测量仪具有较好的一致性。