考虑表面应力的微悬臂梁质量传感器的建模与仿真

为了考虑悬臂梁谐振器表面吸附层或者不同材料涂层引起的表面应力的影响,进而提高质量传感器的精度和性能,基于瑞利-里兹法提出了考虑表面应力的悬臂梁质量传感器的理论方法.在悬臂梁振动的控制方程中引入应力系数对其振型函数进行修正,并系统地分析对悬臂梁振动频率的影响,再根据瑞利法建立微悬臂梁质量传感器的理论模型.应用该方法,纳米颗粒的位置和质量可以通过颗粒吸附前后悬臂梁的频率移动来精确确定.该方法的准确性和可行性通过有限元仿真进行了验证.     

微压传感器

采用特殊形状的腰形管作为弹性元件,可制成敏感的微压传感器.腰形管由四块不同曲率的曲板组成,在承受压力后,表面有拉应变区和压应变区,在最大应变处粘特制的应变片,即可组成高灵敏度的微压传感器.它性能稳定,灵敏度高,采用了多种新技术,如激光封焊、钛合金弹性元件等.其量程为     

基于微悬臂梁的谐振式气体传感器

分析了悬臂梁的静态和动态特性,从理论上给出了提高悬臂梁频率分辨率的办法.在此基础上对6对振动激励和检测机制进行了分析与阐述,并对这些激励和检测机制应用于气体传感器的可行性进行了分析.     

悬臂梁式双光纤光栅应力传感器的研究

本文研究悬臂梁式双光纤光栅应力传感器,该传感器利用悬臂梁式探头结构,把外界应力变化转化为双光纤布拉格光栅的波长差.当双光栅粘贴于悬臂梁两侧时,双光纤光栅反射谱在外力的作用下反向漂移,外界应力与波长差呈线性关系.为减小波长差,将双光纤光栅粘贴于悬臂梁同侧,双光纤光栅反射谱在外力作用下同向漂移.通过选取适合的双光纤光栅,外界应力与探测器探测到的拍频信号频率呈线性关系,可实现对外界应力的动态测量.     

硅压阻式低压传感器研制

以各向异性腐蚀技术制造的矩形硅膜片为弹性敏感元件,研制了硅压阻式低压传感器。通过对矩形硅膜上应力分布的分析和计算,确定了力敏电阻的最佳位置和尺寸。压敏电阻全桥采用集成电路技术制作在2.5mm×5.5mm、厚35μm的矩形硅膜片上。在0～20kPa压力范围内,测得577μV/kPa·V的灵敏度,理论和实验结果有较好的一致性。     

压阻式压力传感器C型结构偏差的有限元分析

为提高Ｃ型压力传感器性能，利用有限元方法，对Ｃ型结构传感器加工过程中出现的边缘Ｒ角、膜厚不均匀、双面对准偏差进行计算与分析。其结果表明控制工艺偏差是研制高性能传感器的基础。     

浅析半导体压阻式传感器的应用

随着科技的发展,传感器的应用给人们的生活带来了很大便捷,而对普通传感器加以改进后,更新出的半导体压阻式传感器拥有更好性能,能够更加精准收集外界的信号,为很多领域带来了更加精确的测试结果。为我国的科技事业做出更加有力的贡献。     

特种压阻式加速度传感器的研制

通过动力学分析和有限元模拟,设计出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构.采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了高精度、高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片,通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,利用激光焊接工艺,制造了量程为±20 km/s2、过载能力为30倍满量程的特种压阻式加速度传感器.实验表明,在对传感器施加集中载荷和动态冲击的条件下,传感器可达到静态精度为0.86%满量程、动态响应频率为3.43 kHz的技术指标,从而满足了非常规武器在触发控制等特殊领域的应用要求.     

微压传感器的设计分析

本文分析了压阻式扩散硅压力传感器的设计原理:对微压传感器的关键问题提出了各向异性腐蚀,掺高浓度硼停止腐蚀;用E型杯代替C型杯的设计,初步研制了量程小于1000mm水柱高,精度小于0.5%的微压传感器。     

垂直于膜面磁化的巨磁电阻传感器的微磁模拟

采用微磁模拟技术研究了一种高磁场传感器.该传感器的钉扎层采用垂直于膜面磁化的L10-FePt薄膜,感应层即自由层采用膜面内磁化的软磁NiFe薄膜.模拟计算表明,该传感器的磁场感应范围可提升到一个特斯拉,钉扎层的矫顽力和感应层的退磁场决定着该传感器的正负磁场感应窗是否对称.     

利用硅横向压阻效应的压力敏感器件

随着半导体微电子学的发展和计算机的广泛应用,传感器也向着半导体化的方向发展.硅压阻式压力传感器是半导体传感器中历史较久的一种,近年来更向着小型化和集成化的方向发展.但目前的硅压力传感器的核心部分都是由制作在硅薄膜上的四个力敏电阻组成的力敏全桥构成的.图1是它的电路和结构示意图.在无应力时,四个电阻     

固态压阻传感器与啤酒液位测量

通过对固态压阻传感器的理论分析和实验，证明固态压阻传感器非常适用于酒阀静态试验台啤酒液位的测量．     

硅压阻式加速度传感器的结构研究

结合实际器件设计，对三种压阻式加速度传感器结构即双悬臂梁，四梁和双岛五梁结构进行了详细的力学分析和特性比较，得到了理论计算的灵敏度，固有频率和阻尼等特性，器件的测试结果与理论计算基本相符，目前三种结构的器件都已实用化，封装后的小于１ｇ。该项工作为实际应用中根据不同量程要求选取不同的器件结构与参数提供了依据。     

高gn值悬臂梁式硅微加速度传感器的结构设计

针对高冲击加速度测量,分别就硅微加速度传感器等载面和变载面悬臂枯不同结构尺寸下的应力状及固有频率进行了有限元数值模拟;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构,灵敏度可提高近30％;对选择的变截面悬臂梁结构的加速度传感器其量程为10000gn,有足够的抗过载能力,且横向灵敏度足够小。     

吸附诱导表面应力的分子动力学模拟

应用分子动力学方法结合镶嵌原子势,模拟研究了同质吸附Cu/Cu(100)和异质吸附Al/Ni(100)纳米薄膜中的吸附诱导表面应力.结果表明吸附原子对表面应力的影响主要源于两种原子间的相互作用;吸附原子和底物表面原子的结合将导致底物表面原子之间的化学键的强度减弱和平衡键长增加,从而导致表面压应力增加;吸附原子之间的相互作用也导致表面应力的变化,吸附原子间的吸引作用导致表面拉应力,而排斥作用导致表面压应力.这两种原子间相互作用所引起的表面应力与吸附原子的密度密切相关,吸附原子与底物表面原子的结合所引起的表面应力的大小与吸附原子的密度成线性关系,而吸附原子间的相互作用所引起的表面应力与吸附原子密度间呈非单调的依赖关系.     

压阻式传感器计算机辅助分析和设计

本文根据各向异性弹性理论分析了压阻式传感器的压阻特性。利用计算机,解决了矩形器件的分析计算问题。给出了典型的计算结果和应用。简要地介绍了编制的计算机程序,可供分析和设计时使用。     

硅压阻式传感器性能影响因素的研究

本文对影响硅压阻式传感器性能的诸因素进行分析,并对圆形力敏器件的灵敏度进行了剖析,给出了部分实验数据与理论分析符合较好。本文的研究对开发设计高性能敏感元件有重要的指导意义     

硅压阻式压力传感器温度性能的改善

硅压阻式压力传感器产品分为提供温度补偿与不提供温度补偿两种.本文从使用者的角度针对国产桥路封闭式GYC型传感器提出几种改善温度性能的方法,可以使传感器的零位温度系数与灵敏度温度系数方便地达到10~(-5)/℃数量级.这些方法同样适用于不提供温度补偿、桥路不封闭的其他型号传感器.     

微裂缝超低渗储层的应力敏感实验研究

为了评价应力敏感对微裂缝超低渗透储层渗流的影响,采用微波炉加热方法,制备热应力微裂缝超低渗岩心(钻井取心很难取到微裂缝岩心),近似模拟实际成岩、沉积过程中形成的微裂缝;通过微裂缝岩心的应力敏感性室内实验,进行应力敏感性评价。结果表明:制造的微裂缝能够近似地模拟地层在成岩、沉积过程中形成的微裂缝;微裂缝岩心的渗透率应力敏感滞后程度不明显,应力卸载后渗透率恢复程度高,不存在强应力敏感;对岩石进行应力敏感性评价时,应以地层压力条件下的渗透率为初值,否则会夸大岩石的应力敏感性;在微裂缝低渗透岩心中,随着微裂缝所占导流能力的增加,微裂缝岩心的渗透率滞后恢复程度越高;应力敏感性对微裂缝超低渗储层的产能影响很小。