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南京理工大学成果：MEMS惯性传感器设计与工艺（图）
南京理工大 MEMS 惯性传感器
2024/10/14
针对高精度、高性能MEMS加速度计、陀螺仪的全国产化设计与制造需求，在高精度、高性能加速度计、陀螺仪的结构设计、晶圆级制造工艺检测、先进封装、专用集成电路等方面开展研究，突破了全自主、全国产中高端MEMS惯性器件流片工艺，核心指标接近甚至部分超越国际主流产品，解决“卡脖子”问题。主要产品及技术参数如下：1）MEMS陀螺仪：具有<1%地球转速分辨能力，定向精度优于1°，零偏不稳定性及寻北精度接近以H...
机械光开关&MEMS光开关（图）
机械光开关 MEMS光开关 光路 光纤通信
2024/10/17
光纤通信系统中，光开关（Optical Switch，OS）主要用于光路中实现光信号的物理切换或其他逻辑操作，多用于光交叉连接OXC（Optical Cross－connect）技术中作为切换光路的关键器件。
MEMS压力传感器的原理与应用
MEMS 压力传感器 微电子 机械系统
2024/10/17
MEMS是Micro Electro Mechanical systems的缩写，即微电子机械系统。MEMS技术被誉为21世纪具有革命性的高新技术之一，可追溯至20世纪50年代。微电子机械系统(MEMS)技术是指对微米/纳米材料进行设计、制造、测量和控制的技术。MEMS压力传感器是利用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、键合等技术)相结合的制造工艺，制造的压力传感器。MEMS压力...
MEMS麦克风（Micro-Electro-Mechanical Systems Microphone）是一种基于微机械结构的声学传感器，它的工作原理涉及到微小的机械振动和与之相关的电学信号转换。以下是MEMS麦克风的简要工作原理：振膜感应振动；振膜与电极之间的空气隙缝变化；电容的变化；电极之间的电流变化；模数转换，通过这些过程，MEMS麦克风将声音信号转换为电学信号，从而实现声音的捕捉和传递。M...
近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员李昕欣团队采用基于MEMS芯片的气相原位透射电镜（TEM）表征技术，探究了Pd-Ag合金纳米颗粒催化剂在MEMS氢气传感器工况条件下的失效机制（图1）。2022年4月13日，相关研究成果作为Supplementary Cover论文，以In Situ TEM Technique Revealing the Deactivation Mechanism...
基于智能手机内置的传感器，开展了音频信号和MEMS传感器的紧组合室内定位研究。首先，将时频分析技术用于音频信号TOA估计，提出了一种基于短时傅里叶变换和优化互相关方法的两步估计方法。之后，研究了一种基于音频TDOA和行人航迹推算的紧组合定位算法，静态测试的平均定位精度为0.238 m，相比最小二乘方法提高了38.66%。最后，针对动态定位中存在的问题，研究了一种基于预测状态的多普勒效应补偿和异步到...
针对滑动变阻器调零误差较大、不易用线性数值方法求解，提出了一种用于弹载测试仪的基于BFGS算法的自动调零方法。求解过程可以避开采用牛顿迭代法海森矩阵非正定的缺陷，保证较快的收敛速度，便于DSP快速的求解。DSP控制数字电位器精确调零，还可以消除长时间工作状态下由传感器温漂产生的缓慢累进系统误差。经过冲击实验、实弹模拟实验和数值分析，验证了此方法的可靠性。
运用ABAQUS仿真平台建立导弹撞击不同硬度目标模型以及MEMS惯性开关模型，分析了导弹撞击目标过程中的惯性过载情况、惯性开关在撞击惯性力情况下的闭合情况，结合导弹弹道过载特性及目标识别解算准则，设计了MEMS惯性触发电路和惯性开关；结果表明：MEMS惯性触发电路可以对防空导弹弹道过载进行准确的测量，当冲击过载超过300g时，MEMS惯性触发电路可以有效起爆传爆序列，当冲击过载小于300g...
基于MEMS引信安全系统的工作原理，分析了应用于MEMS引信的火工作动器的特性，总结了火工作动器在MEMS安全系统中的主要功能，提出了MEMS引信用火工作动器设计过程中需要解决的关键问题，为MEMS引信安全系统及相关火工作动器设计提供了参考。
提出了一种基于MEMS自校准双目测距方法。利用IMU姿态传感器与三轴伺服电机作为摄像头光轴自校准平台，采用双目相机成像模型进行测距。结果表明，该方法利用IMU姿态传感器可以有效地校准摄像头光轴，使其完全平行，同时双目相机成像模型测距精确度和速度较高，满足视觉测距的精确性、快速性需求。
针对MEMS惯性器件测量误差大，系统定位误差随时间累积问题，提出了一种动态零速修正与快速正交搜索相结合的融合导航算法，可对线性和非线性误差有效抑制。试验表明，与单独使用动态零速修正相比，该融合算法可以大大提高系统解算精度，在60 s惯性导航中，经补偿后的位置误差不大于0.95 m，实现了车载惯导系统低成本高精度自主导航。
强震观测中记录的加速度时程是城市大型建筑抗震设计的重要依据，为城市抗震设防提供可靠的数据支持。因此，对加速度计在稳定性、线性度、动态范围和直流响应等性能方面有着很高的要求。提出利用静电力反馈控制技术与传感器技术相结合形成闭环力平衡式MEMS加速度计，使之具有良好的低频特性。并采用四阶ΣΔ调制器完成低噪声信号采样，确保其动态范围高于140 dB，完全满足现有强震观测规范对该项指标的要求。
利用北斗定位系统计算弹道轨迹，利用MEMS惯性测量单元解算弹道惯性参数，并通过无迹卡尔曼滤波器（UKF）对两者的数据进行数据融合，以提高弹道参数测量的精度。分析了各弹道参数的测量方法，设计了无迹卡尔曼滤波器，并利用某型制导火箭弹的六自由度仿真数据对组合导航算法进行验证。仿真结果分析表明：基于UKF的MEMS/北斗组合测量方案能够有效地对火箭弹的弹道参数进行测量，且通过UKF滤波器进行数据融合能够消...
基于柔性止动的MEMS惯性开关冲击可靠性强化
微机电系统 冲击可靠性 柔性止动 接触力
2017/2/27
为了提高MEMS惯性开关的冲击可靠性，提出了一种柔性止动结构。首先，利用连续接触力理论建立了止动碰撞模型，通过Simulink对模型进行仿真，研究开关在不同止动形式下的响应特性。接着，从空间占用和应力集中的角度对悬臂梁和平面微弹簧两种止动形式进行讨论，设计止动结构。最后，利用UV-LIGA工艺制作开关样机，通过落锤冲击系统对样机进行测试。碰撞接触力对于冲击可靠性至关重要，Simulink仿真结果表...