摘要：压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率合成器(DDS)产生频率精确可调的激励电压,驱动陀螺振子振动。检测谐振点对应的激励电压和感应信号间的相位差,作为反馈信号调节激励电压频率。实验结果表明,当相位差锁定区域处在98.48°～100.27°时,振子感应电极输出信号最大,振子处于谐振状态,实现了振子谐振频率的跟踪锁定。该系统可用于以谐振器为核心器件的振子工作模态锁定与跟踪。

摘要：针对MEMS流速传感器量程小及无法应用于曲面的不足,设计制造了一种柔性MEMS流速传感器,其结构主要包含加热电阻和3对测温热电阻,同时结合热损失和热温差工作原理来实现宽量程的流速测量。设计了带温度补偿的双惠斯登电桥测控电路,利用STM32微处理器ADC模块对多路流速测量结果进行采样。测试实验实现了0～32 m/s的输入风速测量,其中在1 m/s以下的低风速段内传感器具有100 m V/(m·s^(-1))的较高灵敏度,在风速(1～7 m/s)和(7～32 m/s)下的灵敏度分别为83.1 m V/(m·s^(-1))和28.3 m V/(m·s^(-1))。该柔性MEMS流速传感器可贴于曲面应用,测量范围大、精度高。

摘要：对传统的蛇形加热电极结构进行了优化,提升PCR芯片反应的温度分布均匀性。设计了一种电极片可重复使用且和反应腔室片可分离的PCR芯片。利用红外热像测温仪对优化前后的电极片进行了温度场分布测量,结果表明优化后的加热电极在反应腔室范围内的温度均匀性小于1℃。与大型PCR仪的扩增实验结果对比表明,该PCR芯片实现了239 bp的DNA片段的高效扩增。

摘要：设计了一种一体化加工的双驱对称式压电悬臂梁微驱动器。对压电驱动器工作原理、压电驱动器在准静态工况与共振工况下的输出特性进行了理论分析,确定压电驱动器几何尺寸。介绍了压电驱动器的多层复合结构与一体双驱的实现方式。制作了压电驱动器样机,并通过有限元仿真分析与测试实验相结合的方式得到压电驱动器的阻抗特性与输出特性曲线。将压电驱动器运用在轮式机器人,验证了设计的可行性。

摘要：针对压电微固体模态陀螺的信号采集与算法要求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的兼具高精度高采样频率的陀螺数字检测系统。介绍了该系统的原理与实现方法。FPGA主控芯片选择XC6SLX25,ADC选择AD7960芯片(18 bit,5MSPS)。经试验验证,制作的样机可以同时采集三路输出信号,并实时处理传给上位机显示。测得陀螺共振频率稳定在349.89 k Hz,上下波动范围8 Hz,参考端输出电压峰峰值的均方差为0.004 V。检测系统稳定,具有较高精度。研究的数字化检测电路能很好地应用于MEMS微陀螺检测信号的处理,提高MEMS微陀螺的稳定性和抗干扰性。