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基于数字式MEMS声传感器阵列的声源定位系统设计
声源定位 MEMS声传感器 DSP 系统设计
2014/4/18
在研究声源定位算法模型的基础上，搭建了声源实时定位系统。采用空间锥形六元阵并结合数字式MEMS声传感器构建定位阵列。以DSP作为系统算法实现平台，完成数据采集模块和数据处理模块设计，分析了IIS音频数据传输的实现，包括数据传输通道的建立和DMA工作方式。通过测试，验证了系统核心模块的性能达到预期效果，具有较好的实用性。
针对当前无人机航姿系统对GPS信息依赖严重的特点，设计了基于MEMS ADIS16405传感器和数字信号处理器（DSC）TMS320F28335的微型惯性测姿系统。以MEMS传感器的角速度、重力加速度、航向信息，建立姿态四元数方程，解算出飞行器姿态。运用扩展卡尔曼滤波方法，消除MEMS陀螺漂移误差。DSC28335的硬件平台实现了四元数扩展卡尔曼滤波算法。转台仿真试验表明，漂移误差能在线最优估计和...
近日，微电子学研究院集成微纳系统中心的10篇科研论文被第17届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨第27届欧洲传感器会议（Transducers 2013 & Eurosensors XXVII）录用，其中5篇论文的第一作者为本科生，突显了微电子学科本科生科研训练的新进展。
基于MEMS的微位移传感器及其应用研究
MEMS位移传感器 静电梳齿结构 微扫描探针测头 SPM应用
2014/4/22
对一种基于MEMS探针进行开发，以实现微纳米尺度下的几何量测量。该探针是静电梳齿型结构，含有定齿和连接有主梁的动齿。主梁顶端的探针能够感知样品表面形貌而引起梳齿间位移，梳齿间位移能够带来梳齿间电容的变化。设计了测头的电容信号检测电路。搭建测试系统，利用该系统进行进针实验，标定测头的灵敏度为2.323nm/mV，实验表明测头的非线性误差小于0.22%。利用该测头作为SPM测头，搭建小型SPM系统，对...
针对目前多维振动传感器的需求，研制了一种基于MEMS技术的仿昆虫纤毛三维振动传感器。首先,介绍了振动传感器的仿生机理和工作原理；然后，推导了振动传感器的力学模型并建立了有限元模型；最后，对该传感器进行了静、动态特性分析，并通过实验验证最终得出该传感器的灵敏度为274.18uv/g、维间耦合小于等于0.6125%、测量范围为25g、 共振频率为2342.6Hz、抗冲击能力为100g。
一种新型的电离式MEMS气体传感器
微机电系统 一维纳电极阵 电离式气体传感器 气体电导率
2014/4/18
本文实现了一种新型的电离式MEMS气体传感器，即线性阻抗电离式MEMS气体传感器。该电离式气体传感器创新地采用了电导率而不是常用的击穿电压来检测不同的气体成分，这样可以避免高电压对器件的影响，提高器件工作状态的可重复性和稳定性。该器件在低压条件下不同气体组分中进行气体放电实验，测出了不同的伏安特性曲线和电导率值，从而证实了该器件的气体传感特性。
基于有限元法的MEMS加速度计热应力分析
MEMS 有限元法 电容式加速度计 热应力
2014/4/23
残余应力对MEMS器件的力学性能、可靠性和寿命都有较大的影响。基于MEMS电容式加速度计，采用热结构耦合场分析方法，对热应力的影响进行了仿真分析，并和实验结果进行比较。结果表明热应力不是影响器件性能的主要因素，而仿真模型中未考虑到的一些物理因素和工艺误差则可能是主要因素。针对课题组加速度计的制备过程从工艺的角度提出了相应的改进措施，为加速度计温度补偿模型的完善以及改版设计提供参考。
MEMS电容式湿度传感器后处理工艺研究
聚酰亚胺 湿度传感器 电容型传感器 后处理工艺
2014/4/28
利用标准CMOS工艺结合MEMS后处理制得一种梳齿状结构的电容型湿度传感器。这种湿度传感器采用聚酰亚胺（PI）作为感湿介质。实验研究了聚酰亚胺薄膜的厚度和固化条件对湿度传感器敏感性能的影响，结果显示：聚酰亚胺薄膜厚度为2.4μm，采用阶梯升温加热法，并以250℃作为最高固化温度时，该湿度传感器具有优异的敏感性能。
粒子滤波在MEMS陀螺仪初始对准中的应用
MEMS IMU Singer模型 卡尔曼滤波 粒子滤波
2014/4/28
针对微机电系统 (MEMS，Micro Electromechanical System)陀螺仪的随机误差，引入了粒子滤波处理MEMS IMU的输出数据。借助于机动目标的Singer模型建立了系统状态方程，论文讨论了粒子滤波算法在MEMS IMU滤波处理的应用, 详细描述了算法的推导过程。应用经典卡尔曼滤波和粒子滤波分别处理MEMS陀螺仪初始对准时输出的数据，滤波结果发现，两种算法滤波后各项误差得...
基于飞蛾触角的仿生MEMS导航传感器的设计与仿真
仿生MEMS 三维角速度传感器 有限元分析 飞蛾触角
2014/4/22
以飞蛾触角导航为仿生依据，通过建立其导航数学模型，利用MATLAB对该模型的导航原理进行仿真分析，结合仿生学，设计了一种新型MEMS三维角速度传感器模型，并对该传感器的加工工艺进行了设计，该传感器主要由折叠梁和坡莫合金棒组成，通过ANSYS分析，在9V驱动电压的作用下，合金棒沿X、Y的振动幅度可达到80μm，通过理论计算，由偏航角速度产生的哥氏力为0.908×10-8N/deg/s，由翻滚和俯仰角...
对设计的大量程加速度传感器进行冲击测试，分析该种传感器结构在高冲击环境下的输出信号及可靠性。加速度传感器结构采用四端全固支结构，通过在梁的端部和根部设计倒角结构以分散应力。测试结果表明该传感器在232119.4g下可以测试到有效输出信号。同时，对测试中失效传感器进行了分析，总结出大量程加速度传感器的在高冲击环境下的失效模式主要为键合引线的脱落、微梁的断裂和封装失效。
MEMS面内大量程加速度传感器设计与分析
MEMS加速度传感器 大量程 面内 结构设计
2014/4/29
针对目前导弹引信等武器系统领域对大量程加速度传感器的迫切需求，设计了一种测量平面内加速度的大量程压阻式加速度传感器。该传感器结构双端固支梁-质量块结构，可有效消除敏感轴轴间的交叉干扰，提高了测量精度。仿真分析表明传感器在敏感轴轴向灵敏度为1.41V/g，可实现对150,000g的加速度载荷的测量。
提出了一种MEMS应变式结冰传感器。传感器基于结冰造成薄膜刚度改变的原理，采用惠斯通电桥结构检测结冰薄膜上应变电阻的变化，感知结冰信号。传感器利用惠斯通电桥自身结构及外加温度补偿电路，可有效地抑制输出信号的温漂。通过理论分析和有限元仿真，分析了器件的敏感机理，并对结构参数进行计算。采用与IC工艺兼容的体硅MEMS工艺完成传感器的加工。实验结果表明，传感器检测结冰厚度的灵敏度优于0.1mm。
针对捷联式姿态确定系统误差随时间积累的缺点，设计了一种由MEMS陀螺、加速度计及微磁强计组合的姿态确定系统。采用Allan方差方法分析了陀螺随机误差，通过建立姿态误差四元数微分方程和磁强计线性化测量方程，设计了姿态估计卡尔曼滤波器。系统采用实际测量值进行姿态解算，结果表明这种组合能够有效抑制传感器随机漂移引起的姿态误差，系统具有体积小、成本低、性能可靠等优点。