微型热式剪应力传感器的热特性建模

为了提高微机电系统(MEMS)微型热式剪应力传感器的灵敏度,分析了MEMS微型热式剪应力传感器的热平衡机理,建立其相应的数学物理模型.从理论上分析了传感器的热膜、绝缘层及硅基底上的空腔尺寸等结构参数对其灵敏度的影响,并将研究结果与基于Fluent软件的数值模拟结果进行对比.结果表明,所建立的数学模型是合理的.     

MEMS微型热敏传感器数值模拟

借助计算流体动力学软件Fluent,采用有限体积法、非定常N-S方程、Realizablek-ε湍流模型及无滑移壁面边界条件对微电子机械系统(MEMS)微型热敏传感器进行三维数值模拟.全面地分析了传感器绝缘层材料、空腔内介质材料以及结构尺寸参数对其灵敏度的影响情况,探讨了提高传感器灵敏度的方法.同时,设计了一款高灵敏度的MEMS微型热敏传感器.数值模拟结果发现,采用具有较低热导率的结构材料及工作气体,隔热效果最佳;合理优化传感器尺寸参数有助于获得较高的灵敏度.该结果对微型热敏传感器的优化设计和实际加工、制造提供了依据.     

微管道内剪应力传感器的研制与优化

基于微机电系统(MEMS)微加工工艺,开发了一种能够测量微管道内壁面剪应力的热式传感器,以多晶硅为热敏元件,在低阻硅衬底上形成多孔硅膜隔离硅衬底损耗. 利用水浴加热方法测量得到电阻温度系数为0.21%/℃. 采用数值模拟的方法对剪应力传感器进行了热分析,探讨了提高剪应力传感器灵敏度和线性度的方法,为优化其设计和使用提供了理论基础. 数值模拟结果表明:随着微管道深度的增加,传感器灵敏度提高,但线性度下降.     

气－热复合敏感元件的理论分析

本文从理论上分析了热敏元件对气敏元件的温度补偿原理，指出了构成低温漂复合元件分立元件需要满足的条件，阐述了实验上的可行性。     

电阻应变式传感器灵敏度特性分析

基于电阻应变式传感器工作原理,采用金属箔制成电阻应变片,利用应变效应测量微小形变,在一定范围内分别对单臂、半桥、全桥直流测量电路进行性能测试;分析对比了3种不同接桥方式的电压灵敏度特性,其实验结果和理论结论基本相一致。     

微型S梁拉压力传感器的研制

本文介绍了用于骨外固定力测量的拉压力传感器的设计原理及静动态特性的实验研究，经动物实验表明使用效果良好。     

薄壁圆筒弯曲时的剪应力探讨

使用不同弯曲剪应力公式计算薄壁圆筒弯曲时的剪应力分布规律,用弹性力学知识推得的弯曲剪应力公式来计算剪应力比τ=QS/bI计算剪应力精确度更高.并用前者建立的六维力/力矩薄壁圆筒传感器的力学模型所得结果更符合实际.     

一种新型机电传感器工作特性的研究

介绍一种新型机电传感器的工作原理，建立其频率响应特性方程，由幅频及相频特性曲线分析其工作特性。     

电磁传感器的分析与设计

对电磁传感器的结构参数与其灵敏度之间的关系进行了理论分析研究,阐述了提高其灵敏度的措施。在实验的基础上,确定了其输出电压与激磁信号频率ｆ之间的最佳关系及其精度与测试范围等。可用于实际生产提高自动焊的质量。     

浅论MEMS技术发展趋势与应用

MEMS技术是一门新兴的技术,是多种学科交叉融合的前沿高技术,近年来越来越受到世界各国的重视。本文简要介绍了MEMS的基本概念、产生发展过程、技术特点、制造工艺、及主要应用。     

柔性微热剪切应力传感器阵列 

设计了一种基于微机电系统的、制备在柔性聚酰亚胺衬底上的双热线结构微型热剪切应力传感器阵列,可用于复杂形状物体表面所受剪切应力的矢量化测量.基于传感器的原理,用Comsol软件对传感器进行了温度场和流场的仿真,说明了传感器制作工艺流程,用硅橡胶与聚酰亚胺在酒精中浸泡后易于剥离的特点实现柔性传感器脱膜.对传感器实物进行了温度电阻系数和响应频率的测试.实验结果表明,设计的工艺路线简单,结构参数合理,可以实现所需柔性传感器阵列.
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微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器,这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小,其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明,该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力,适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明,该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试,从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

连铸中间包测温传感器热惯性响应函数的研究

中间包钢水黑体空腔连续测温传感器的保护套管由耐高温、耐冲刷材质构成,导致传感器在测量中存在热传导惯性,测温输出信号滞后于被测温度的变化,产生动态测量误差。针对于黑体空腔连续测温传感器的热响应惯性,根据传感器实际物理参数,运用有限元分析方法构建传感器的模型,建立传感器的热响应函数,进而根据传感器初始温度测量值对其钢水温度进行预估。最终为降低传感器温度测量动态误差、提高测量实时性提供了一种有效的补偿方法。     

数字式太阳敏感热真空试验温度场仿真研究

对数字式太阳敏感器的工作原理进行简单介绍,建立数字式太阳敏感器热真空试验时的有限元模型并进行了温度场仿真计算,并与热真空试验的实验数据进行了比较。     

电场中微梁结构的建模与分析

研究微机电系统(MEMS)中微梁结构在非线性电场力下的振动问题．重点讨论对非线性电场力的处理方法,建立相应的力学振动模型,用计算机仿真(Simulink)模拟该模型,并用有限元的方法计算梁的振动．最后给出微梁中点对初始位移响应的峰值所对应的振动频率随梁质量和外加电压的变化．     

作动器位移传感器常规工况热防护研究

航空发动机矢量喷管作动器位移传感器在超温后工作失效。为实现位移传感器热防护要求,考虑了作动器内的导热和对流换热项,建立了作动器系统内各部分温度分布的数学模型。在常规工况允许的参数变化范围内,研究了作动器环境温度t_(wai)、入口工作介质温度tin和冷却衬套厚度Delta(δ)三个因素对位移传感器热防护的影响。结果表明:降低环境温度、降低作动器入口工作介质温度,减小冷却衬套厚度,均能有效降低位移传感器温度,建议通过合理设计作动器环境温度、入口工作介质温度和冷却衬套厚度实现位移传感器热防护。     

微机械中新型压电微电机致动机理分析

给出了一种结构简单、易于微型化的新型压电微电机,研究了其致动机理．利用压电学和振动学理论分析了定子各部分及系统的振动位移微分方程;借助于弹性力学和振动分析理论,在分析新型压电微电机的基础上,建立了压电微电机运动学和动力学模型．该模型可用于压电微电机运动过程实验和压电微电机的优化设计中．