中国工程物理研究院科学技术发展基金(2009B0403044)
- 作品数：13 被引量：47H指数：6
- 相关作者：刘恒王超吴嘉丽陈光焱苏伟更多>>
- 相关机构：中国工程物理研究院电子工程研究所重庆大学南京信息工程大学更多>>
- 发文基金：中国工程物理研究院科学技术发展基金国家自然科学基金国防科技技术预先研究基金更多>>
- 相关领域：电子电信机械工程电气工程理学更多>>
- 基于小波分解和BP网络模拟电路故障诊断研究被引量：6
- 2011年
- 为了高效、准确地对模拟电路故障进行诊断,采用了一种基于小波多层分解和BP神经网络相结合的模拟电路故障诊断方法。该法利用了多层小波分解优异的时频特性来提取故障特征参数,结合了BP网络强大的非线性分类能力和快速的收敛特性。将该方法应用到模拟带阻滤波器单一软故障诊断中,仿真结果表明该方法是有效的,而且具有比传统BP网络方法的学习收敛速度快得多,诊断正确率高的特点。
- 徐昕傅煊
- 关键词：小波分解BP网络软故障特征提取带阻滤波器
- 低g值微惯性开关单向敏感性设计与分析被引量：1
- 2012年
- 选用典型的"弹簧-质量"系统,基于平面矩形螺旋梁结构,研制了一种具有良好单向敏感性的低g值微惯性开关。采用ANSYS有限元软件,对惯性开关的单向敏感性进行了静力学仿真分析。分析结果表明,横向加速度对惯性开关闭合阈值的影响较小。采用MEMS体硅加工工艺和圆片级封装技术,包括KOH腐蚀、ICP刻蚀和喷涂工艺等关键工艺技术,完成了微惯性开关的制备。经离心试验测试,微惯性开关的闭合阈值约为12.26g,具有约±0.2g的闭合精度。当横向惯性加速度小于15g时,对其闭合阈值的影响小于0.5g。测试结果表明,微惯性开关具有较好的单向敏感性,多次测试重复性好,具有体积小、结构简单、加工容易实现、环境适应性好等特点。
- 王超陈光焱吴嘉丽
- 关键词：微机电系统
- 静电刚度式谐振微加速度计闭环驱动控制被引量：2
- 2011年
- 分析了谐振微加速度计闭环驱动控制的要求,并根据要求建立了幅度和频率自适应控制的双闭环驱动分析模型.鉴于系统的高阶非线性,采用近似平均法分析了系统的稳态平衡点和稳定条件.对基于锁相技术的频率跟踪环,得到了环路频率稳定跟踪的积分控制器临界条件.对基于自动增益的幅度控制环,分析表明在没有PI控制器时不能实现恒幅振动,在引入PI控制器后,振动幅度与品质因数和频率无关;同时,较小的直流参考电压能实现同样大的振幅.仿真结果有效的验证了上述结论,理论分析和仿真有助于驱动电路的设计和调试.
- 刘恒何晓平张凤田苏伟张富堂
- 关键词：加速度计谐振频率跟踪平均法
- 微机械振动陀螺闭环自激驱动理论分析及验证被引量：6
- 2011年
- 根据微机械振动陀螺驱动控制的要求,对基于自动增益控制的自激驱动陀螺系统进行了理论分析,在系统存在相位不平衡时,利用近似平均法得到了结构的起振条件及稳态幅度表达式。理论分析和实验测试表明:参考电压须大于某一临界值结构才能起振,较大的参考电压能达到大的稳态振幅,提高信噪比;系统相位偏差将导致系统谐振频率偏离固有谐振点,同时引起稳态振幅变小;改变滤波器时间常数能改变起振时间。陀螺闭环自激系统测试得到谐振频率10min内稳定度达到±8ppm,振动幅度1h内最大漂移0.1%。
- 刘恒刘显学张凤田苏伟张富堂
- 关键词：陀螺自激振荡平均法自动增益
- 一种微机械谐振式加速度计的自激驱动控制被引量：2
- 2012年
- 为了研制谐振微机械加速度计,文中介绍了静电刚度的谐振式微加速度计的工作原理,并根据闭环控制要求,建立了基于自激原理的系统分析方程,利用平均周期法分析了系统稳定性和振动幅度稳态平衡点。理论分析确定了系统起振条件和相位偏差对闭环振幅和频率的影响。对基于体硅溶片制造和真空封装的谐振微加速度计,自激闭环测试结果表明检测电压1 V时,灵敏度为18 Hz/g;检测电压5 V时,灵敏度为58 Hz/g,10 min内闭环谐振频率最大漂移0.2 Hz,可分辨加速度约3.5 mg.
- 刘恒孟瑞丽
- 关键词：微加速度计谐振自激
- 检测电压对一种新型谐振式微加速度计的影响被引量：8
- 2009年
- 静电作用在在平行板电容器上会产生等效静电负刚度,介绍了基于静电刚度的谐振式微加速度计设计原理,建立了其动力学模型。根据检测电压的约束条件,求解了其可行范围。同时分析了检测电压对系统灵敏度、可靠性和量程及输出电压的影响。分析结果表明:检测电压越大,灵敏度越大,但可靠性和量程会相应减少,反之亦然;直流检测电压的存在使得输出电压不受检测电容并行的寄生电容影响。理论分析结果为谐振式微传感器的系统设计提供了重要依据。
- 刘恒张富堂张凤田何晓平苏伟
- 关键词：微机械电子系统微加速度计
- 应用双埋层SOI工艺制备低g值微惯性开关被引量：7
- 2012年
- 采用双埋层SOI(Silicon-On-Insulator)材料,结合KOH腐蚀工艺、电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺、阳极键合以及喷雾式涂胶工艺,研制了一种基于平面矩形螺旋梁的低g值微惯性开关。利用二氧化硅KOH腐蚀/ICP刻蚀自停止的特点,平面矩形螺旋梁厚度的精度为±0.46μm。分析了双埋层SOI材料的电学特性,采用等电位技术,实现了双埋层SOI与上下两层硼硅玻璃的阳极键合。采用玻璃无掩模湿法腐蚀技术,在玻璃封盖底部设计制作了大小为200μm×200μm的防粘连凸台,解决了芯片在清洗干燥过程中的粘连问题。采用ICP刻蚀用硅衬片方法,解决了ICP刻蚀工艺中高温导致的金硅共晶合金问题。实验验证显示,提出的方法效果较好,芯片成品率得到较大提高,为大批量地研制低g值微惯性开关提供了可靠的工艺基础。
- 王超吴嘉丽陈光焱
- 关键词：等电位
- 基于平面矩形螺旋梁的低g值微惯性开关的研制被引量：1
- 2013年
- 以弹性材料单晶硅为结构材料,研制了一种基于平面矩形螺旋梁的低g值(1 g～30 g)微惯性开关.根据材料力学中的卡氏定理和线弹性理论,推导得到了惯性开关闭合阈值的计算公式,其计数结果与ANSYS有限元分析结果的相对误差小于3%.为提高低g值微惯性开关的环境适应能力,提出双触点和低频弹簧-质量的结构设计方案.为提高结构尺寸的加工精度,提出基于双埋层SOI的低g值微惯性开关加工工艺方案.采用KOH腐蚀、ICP刻蚀和喷涂工艺等关键工艺技术,完成了微惯性开关的制备,划片后芯片尺寸为7mm×7mm×1.3mm.经离心试验测试,微惯性开关的闭合阈值为6.45 g,具有优于±0.5 g的闭合精度.通过随机振动和高温等环境试验后,2只微惯性开关样品闭合阈值的变化量小于0.5 g,表明微惯性开关具有较好的环境适应能力和机械性能.
- 王超陈光焱吴嘉丽
- 关键词：微机电系统
- 静电刚度式谐振微加速度计的结构设计和制造被引量：2
- 2011年
- 基于静电刚度的谐振式微加速度计能通过加载电压来调节灵敏度,减少了灵敏度对结构工艺误差的依赖性。根据单梁谐振加速度计的动力学原理,确定了输出频率与各活动结构位移的非线性关系。对于输出频率与加速度的复杂非线性求解问题,提出在谐振梁刚度远大于折叠梁刚度条件下,可以有效的得到二者的解析关系式,为结构设计提供了约束条件。对于差分结构,推导了面内低阶模态方程,提出应减少音叉梁连接端的刚度系数来减少工艺误差造成的模态扰动误差。采用ICP干法体硅工艺,在很少的工艺步骤下能实现高深宽比结构的流片。实验测试发现结构完整可动,但存在同频干扰问题,提出了高频调制开关解调的信号处理办法。理论分析和实验测试为设计新型谐振式微加速度计提供了依据。
- 刘恒张凤田何晓平苏伟张富堂
- 关键词：微加速度计模态分析灵敏度
- 静电刚度谐振式微加速度计及其接口电路分析被引量：4
- 2011年
- 根据静电加载在平板电容器上产生等效静电负刚度原理,分析了基于静电刚度的谐振式微加速度计的敏感过程。针对有效信号检测中存在的同频干扰问题,建立了接口电路的等效模型,并根据干扰源提出在信号处理电路采用方波调制、开关解调的抑制方法。仿真和实验表明制造的加速度计检测端静态电容约为0.4pF,实验条件下变化的检测电容为3.1fF,干扰耦合电容约为0.04pF。频率调制解调方法实现了加速度计振动信号的拾取,在真空封装下品质因数约为1400,谐振频率为35.476 kHz。
- 刘恒刘清惓孟瑞丽
- 关键词：MEMS微加速度计同频干扰接口电路调制
