基于MEMS传感器的微飞行器姿态理论与实验研究 被引量：3

1

作者 魏志方 张卫平 +4 位作者 刘武 崔峰 周岁 邹逸飞 沈国豪 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期516-520,共5页

为了得到基于微机电系统(MEMS)运动传感器的微飞行器的姿态角的输出,该文从理论和实验角度进行了全面分析。首先基于MEMS运动传感器的加速度计与磁力计理论计算了微飞行器的初始姿态及其最大误差范围,然后基于MEMS运动传感器的陀螺仪计... 为了得到基于微机电系统(MEMS)运动传感器的微飞行器的姿态角的输出,该文从理论和实验角度进行了全面分析。首先基于MEMS运动传感器的加速度计与磁力计理论计算了微飞行器的初始姿态及其最大误差范围,然后基于MEMS运动传感器的陀螺仪计利用时间序列自回归滑动平均模型(ARMA)分析方法对原始角速度进行误差建模,并利用卡尔曼滤波进行误差补偿,并通过积分法到更高精确度的姿态角度的算法,最后利用转台实验对其进行验证。通过该算法,对于任何MEMS九轴传感器,由实验确定相应的参数后,即可得到该传感器更高精确度的姿态角的输出。 展开更多

关键词 MEMS九轴传感器 初始姿态 时间序列分析 卡尔曼滤波 积分法 转台实验

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石英半球型微谐振器的仿真与加工 被引量：1

2

作者 邢亚亮 张卫平 +3 位作者 唐健 孙殿竣 刘朝阳 欧彬 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第4期553-556,共4页

该文对石英半球型微谐振器进行了模态仿真,分析了前十阶振型及适合陀螺工作的模态,讨论了谐振器壁厚变化对四波腹模态谐振频率的影响。利用吹玻璃法和湿法腐蚀制作了石英半球型微谐振器,跟踪不同的腐蚀速率得出湿法腐蚀可精确控制壁厚... 该文对石英半球型微谐振器进行了模态仿真,分析了前十阶振型及适合陀螺工作的模态,讨论了谐振器壁厚变化对四波腹模态谐振频率的影响。利用吹玻璃法和湿法腐蚀制作了石英半球型微谐振器,跟踪不同的腐蚀速率得出湿法腐蚀可精确控制壁厚的结论。测试腐蚀后的谐振器表面粗糙度仅为0.581nm,保留了原子级别的光滑度。 展开更多

关键词 石英半球型微谐振器 半球谐振陀螺 模态分析 湿法腐蚀

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面向人体运动检测的纸基柔性压力阵列传感器 被引量：9

3

作者 廖璐璐 高鲲鹏 +2 位作者 杨汉嘉 王晓林 刘景全 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第10期57-60,共4页

针对制备同时具有高灵敏度和大工作范围的柔性压力阵列传感器的挑战,以无尘纸作为基底,采用石墨烯-碳纳米管导电涂料和聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行混合作为涂层,利用PDMS的粘性与涂料的导电性进行电气连接,使用激光切割进行阵列设计,高灵... 针对制备同时具有高灵敏度和大工作范围的柔性压力阵列传感器的挑战,以无尘纸作为基底,采用石墨烯-碳纳米管导电涂料和聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行混合作为涂层,利用PDMS的粘性与涂料的导电性进行电气连接,使用激光切割进行阵列设计,高灵敏度(3.29 kPa-1)、大工作范围(0~45 kPa)的压力阵列传感器研制成功,同时纸基材料不易连接的问题也得到了解决。该传感器不仅可以用于检测大幅度的肢体运动,还可以用于探测细微的人体动作。由于该传感器具有柔软、灵敏度高、制造工艺简便、成本低、电气连接简便等优点,显示了其在可穿戴传感器领域和智能机器人触觉领域的应用潜力。 展开更多

关键词 纸基 压力传感器 传感器阵列

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基于CNT/aPDMS柔性干电极的可穿戴电生理信号采集系统 被引量：8

4

作者 杨汉嘉 赵楠 +2 位作者 高鲲鹏 廖璐璐 刘景全 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第1期60-62,67,共4页

研制了基于一种多壁碳纳米管(MWCNT)和粘性聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合物干电极的可穿戴生理信号采集系统。干电极主体采用聚酰亚胺(PI)-铜箔-聚酰亚胺三明治结构,表面具有MWCNT掺杂的粘性PDMS涂层,可直接粘附于表皮采集生理信号,并提供... 研制了基于一种多壁碳纳米管(MWCNT)和粘性聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合物干电极的可穿戴生理信号采集系统。干电极主体采用聚酰亚胺(PI)-铜箔-聚酰亚胺三明治结构,表面具有MWCNT掺杂的粘性PDMS涂层,可直接粘附于表皮采集生理信号,并提供了良好的接触性能。采样系统包括发送端及接收端,使用ADS1299集成模拟前端进行采集及模数转换。信号传输使用蓝牙协议,整体尺寸为45 mm×20 mm×10 mm,使用锂电池供电,数据可直接使用MATLAB程序接收并进行分析。系统使用CNT/aPDMS电极采样的信号质量和传统湿电极获取的信号质量相当。 展开更多

关键词 碳纳米管 柔性电极 可穿戴 生理信号

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基于微流控芯片技术的秀丽隐杆线虫药物筛选体系研究进展 被引量：5

5

作者 吴佳颖 李栋基 +1 位作者 陈翔 栾洋 《药物分析杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期929-942,共14页

活性化合物筛选和早期药物毒性筛选是创新药物研究的起点,整合新技术的高通量筛选成为研究热点。秀丽隐杆线虫作为一种常用的体内模式生物,既可以模拟化合物在体内的代谢变化,又可以实现药物的高通量筛选。微流控芯片通道与线虫大小尺... 活性化合物筛选和早期药物毒性筛选是创新药物研究的起点,整合新技术的高通量筛选成为研究热点。秀丽隐杆线虫作为一种常用的体内模式生物,既可以模拟化合物在体内的代谢变化,又可以实现药物的高通量筛选。微流控芯片通道与线虫大小尺度相匹配,能实现线虫在芯片内分选、固定、长期培养、自动化给药、高分辨率成像和图像自动分析等,为基于线虫的高通量高内涵药物毒性筛选研究提供了良好的平台。本文对近年来用于药物线虫毒性测试的微流控技术进行综述,并针对此领域的未来发展提出展望。 展开更多

关键词 秀丽隐杆线虫 微流控芯片 分选 线虫追踪识别 给药技术 毒理研究 药物筛选 高通量

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用于线虫药物筛选的微流控梯度芯片和自动化平台 被引量：3

6

作者 张维军 赵世坤 +5 位作者 于洋 何希文 奚晶 栾洋 李遥 陈翔 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第1期78-84,共7页

作为一种在微米尺度操作流体的技术,微流控芯片具有反应体系小、通量高、自动化且操作灵活等优势,被越来越多地应用于细胞和微米尺度生物的研究中。秀丽隐杆线虫作为一种重要的模式生物被广泛地用于神经生物学、衰老及发育和药物筛选等... 作为一种在微米尺度操作流体的技术,微流控芯片具有反应体系小、通量高、自动化且操作灵活等优势,被越来越多地应用于细胞和微米尺度生物的研究中。秀丽隐杆线虫作为一种重要的模式生物被广泛地用于神经生物学、衰老及发育和药物筛选等研究中。提出了一种用于研究线虫和环境毒素相互作用的微流控自动化平台,该平台集成了基于微振荡原理的快速梯度形成的微流控芯片、自动化控制系统及基于OpenCV的线虫长度及摆动频率估计的自动化图像分析软件。通过染料和荧光实验验证了基于振荡原理的快速梯度形成芯片,该芯片可以在7min内形成线性浓度梯度,并通过该芯片和平台验证了线性浓度梯度的双氧水对秀丽隐杆线虫活性的影响。 展开更多

关键词 微流控芯片 秀丽隐杆线虫 自动化平台 药物筛选 环境毒素

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压电谐振器特殊模态振动特性研究 被引量：2

7

作者 梁天晨 吴校生 李志超 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第2期195-199,共5页

针对压电谐振器振动特性分析的应用需求,构建了一种小型化、廉价的矢量分析系统。系统采用STM32控制4路DDS芯片产生驱动信号和矢量解析正交信号。通过向DDS芯片写频率控制字,对压电谐振器进行扫频驱动。同时采用STM32内置ADC,采样并计... 针对压电谐振器振动特性分析的应用需求,构建了一种小型化、廉价的矢量分析系统。系统采用STM32控制4路DDS芯片产生驱动信号和矢量解析正交信号。通过向DDS芯片写频率控制字,对压电谐振器进行扫频驱动。同时采用STM32内置ADC,采样并计算获取各频率点压电谐振器输出信号的幅值和相位。通过提取压电谐振器两个特殊振动模态下的共振频率、品质因数(Q值)、输出信号相位等振动特性参数,获得驱动信号对这些参数的影响规律,系统分析了驱动信号对压电谐振器振动特性的影响,为压电谐振器的驱动、信号检测提供了有效的技术途径,实验结果为压电谐振器振动特性分析提供了依据。 展开更多

关键词 压电谐振器 振动模态 品质因数 谐振频率 矢量解析

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对大气压低温等离子体刻蚀聚合物薄膜的工艺研究 被引量：2

8

作者 胡明山 王涛 +1 位作者 奚野 刘景全 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第12期5-9,共5页

研究了使用两种大气压等离子体射流(APPJ)刻蚀Parylene-C薄膜所产生刻蚀区域的形貌和成分之间的差异。两种APPJ分别由单环电极装置和双环电极装置产生。由单环电极APPJ刻蚀的Parylene-C表面是非均匀的,从刻蚀区域的中心到边缘可分为三部... 研究了使用两种大气压等离子体射流(APPJ)刻蚀Parylene-C薄膜所产生刻蚀区域的形貌和成分之间的差异。两种APPJ分别由单环电极装置和双环电极装置产生。由单环电极APPJ刻蚀的Parylene-C表面是非均匀的,从刻蚀区域的中心到边缘可分为三部分:区域(Ⅰ)是中心区域,此处Si衬底严重受损;区域(Ⅱ)是有效的刻蚀区域;区域(Ⅲ)是刻蚀边界。与单环电极APPJ相比,双环电极APPJ刻蚀的Parylene的形貌要好得多。特别是在区域(Ⅰ)中,Si片受到轻微损坏。X射线光电子能谱分析(XPS)结果表明:单环电极APPJ刻蚀区域的O元素原子含量多于双环电极。此外,还研究了两种APPJ的刻蚀速率,相比于双环电极APPJ,单环电极APPJ具有较高的刻蚀速率。 展开更多

关键词 大气压等离子体射流 单环电极 双环电极 聚合物薄膜刻蚀 表面形貌

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面向植入式脑机接口系统的微型化设计 被引量：2

9

作者 刘朝旭 王明浩 +2 位作者 郭哲俊 王晓林 刘景全 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第9期74-76,80,共4页

研制了一种微型化、高质量、低成本的,面向植入式神经信号采集的便携式脑机接口系统。系统主要包括前端的神经信号采集模块、信号转换模块、控制器模块、数据传输模块和电源管理模块。此外,使用上位机实现了实时数据流接收和可视化的图... 研制了一种微型化、高质量、低成本的,面向植入式神经信号采集的便携式脑机接口系统。系统主要包括前端的神经信号采集模块、信号转换模块、控制器模块、数据传输模块和电源管理模块。此外,使用上位机实现了实时数据流接收和可视化的图形界面。实验结果表明:设计的16通道的脑机接口的单通道采样频率可高达20 kHz,采样精度为16位,系统输入噪声低至7μV,与主流采集设备的性能接近。系统满足植入式脑机接口对于多通道、高采样率、高精度、低噪声神经信号采集的要求。 展开更多

关键词 微型化 植入式 脑机接口 神经信号

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用于秀丽隐杆线虫毒理学实验的类桥式微流控芯片平台 被引量：1

10

作者 李栋基 吴佳颖 +5 位作者 李闯 高林耿 何希文 杨光 栾洋 陈翔 《药物分析杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1160-1168,共9页

目的:为了解决传统微孔板中线虫毒理实验的试剂消耗量大、人工操作烦琐等问题,搭建半自动化微流控实验平台,进行秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)药物毒性试验。方法:设计并使用MEMS技术制作了一种类桥式微流控芯片,并基... 目的:为了解决传统微孔板中线虫毒理实验的试剂消耗量大、人工操作烦琐等问题,搭建半自动化微流控实验平台,进行秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)药物毒性试验。方法:设计并使用MEMS技术制作了一种类桥式微流控芯片,并基于该芯片搭建了一个半自动化微流控平台。以一种有机磷农药久效磷(MCP)作为工具药物,考察平台对于毒性评价研究的可行性。结果:该芯片可将有限条的线虫限制于微流控芯片腔室内而不影响其正常生长运动,由于对腔室的高度做了限制,减少了线虫在Z轴方向上重叠的情况,便于后续的观察和图像处理。基于芯片的微流控平台可以半自动换液以维持药物浓度稳定,并半自动化地保存视频信息。经测试,此微流控平台可实现线虫进样和片上长期培养,结果与传统微孔板培养体系无差异;芯片内毒性测试结果显示MCP对线虫具有明显的生长发育毒性和神经毒性,与经典线虫毒性实验的结果基本一致,表明其可用于药物和线虫相互作用研究。结论:该研制平台的优势在于能实现定时半自动化换液,试剂消耗量与传统微孔板试验相比减少约50%,且便于图像分析线虫生理信息,后期可应用于药物高通量筛选和大量复杂环境化学物的复合暴露毒性测试。 展开更多

关键词 秀丽隐杆线虫 微流控 半自动化平台 长期培养 毒理实验 高通量药物筛选

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一种新型单细胞微流控捕获芯片的制作及系统搭建 被引量：1

11

作者 何玲宇 王疏影 +2 位作者 赵飞 龙妍婷 陈翔 《功能材料与器件学报》 CAS 2020年第6期412-418,共7页

本文基于捕获检测释放的机制,采用集成片上阀门的三层微流控芯片工艺,设计并制作了一种用于捕获和释放单细胞的芯片。利用COMSOL仿真优化芯片结构来增大细胞被捕获率。比较了芯片阀门在不同聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)... 本文基于捕获检测释放的机制,采用集成片上阀门的三层微流控芯片工艺,设计并制作了一种用于捕获和释放单细胞的芯片。利用COMSOL仿真优化芯片结构来增大细胞被捕获率。比较了芯片阀门在不同聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)制作比例、不同进样压力时的状态以及长时间工作的性能,测试了芯片捕获与释放机制的有效性,能实现捕获、检测及释放过程。芯片的制作工艺简单,成品率可达95%以上,这种先捕获检测后再释放的方式为单细胞分离收集提供了新的技术途径。 展开更多

关键词 微流控 片上阀门 三层芯片 单细胞

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面向人工耳蜗的柔性生物微电极稳定性研究 被引量：1

12

作者 包步峰 吉博文 +5 位作者 王明浩 郭哲俊 杨斌 陈翔 王晓林 刘景全 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期416-420,共5页

提出了一种面向人工耳蜗的基于聚酰亚胺的柔性微电极阵列。采用薄膜微加工工艺,形成金属-聚酰亚胺-金属三明治结构。为研究器件的长期稳定性,进行了加速老化实验。将器件放置在质量分数为0.9%的生理盐水中,并在恒温97℃下浸泡6个月后,... 提出了一种面向人工耳蜗的基于聚酰亚胺的柔性微电极阵列。采用薄膜微加工工艺,形成金属-聚酰亚胺-金属三明治结构。为研究器件的长期稳定性,进行了加速老化实验。将器件放置在质量分数为0.9%的生理盐水中,并在恒温97℃下浸泡6个月后,微电极的平均电荷存储能力由10.34mC/cm2下降到2.44mC/cm2,1kHz下的平均阻抗则从3.66kΩ上升到5.76kΩ。实验结果表明,微电极的电化学性能没有受到较大影响。根据实验结果,可推算出在人体温度(37℃)的情况下,器件工作寿命可达32年。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 加速老化 人工耳蜗 柔性电极

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基于毛细限制阀的线虫库尔特计数芯片研究

13

作者 高林耿 龙妍婷 +5 位作者 吴佳颖 韩超 李栋基 何希文 杨光 陈翔 《功能材料与器件学报》 CAS 2019年第4期264-270,共7页

库尔特原理是一种利用微粒随导电液通过电敏感区域时形成的脉冲信号来测量微粒的尺寸和数量的电学方法。目前库尔特计数器主要通过两种方法制作检测电极,一是直插法,二是利用微纳加工(MEMS)图形化工艺在微流道内部集成微电极。直插法常... 库尔特原理是一种利用微粒随导电液通过电敏感区域时形成的脉冲信号来测量微粒的尺寸和数量的电学方法。目前库尔特计数器主要通过两种方法制作检测电极,一是直插法,二是利用微纳加工(MEMS)图形化工艺在微流道内部集成微电极。直插法常采用电化学稳定金属如铂丝插入开孔芯片作为检测电极,存在易引入气泡、检测灵敏度较低等缺点;微纳加工集成电极方式工艺复杂,制作成本高,且难与检测芯片流道集成。本文介绍了一种基于RPS(resistive pulse sensing)检测方式的新型微流控库尔特计数器。该芯片使用微管道直接灌注液态金属制作三维检测电极,通过微尺度下的毛细限制阀作用使液态金属电极凝固后精确限制在相关区域内。通过对检测区域的尺寸设计以及电极位置的精确控制,我们制作了秀丽隐杆线虫计数芯片。实验证明该方法制造工艺简单方便、电极位置准确性好、检测时稳定快、提高了检测信噪比。 展开更多

关键词 库尔特原理 毛细限制阀 线虫计数

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压电式微固体模态陀螺谐振频率自动跟踪电路 被引量：3

14

作者 曾小润 吴校生 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第2期171-175,共5页

压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率... 压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率合成器(DDS)产生频率精确可调的激励电压,驱动陀螺振子振动。检测谐振点对应的激励电压和感应信号间的相位差,作为反馈信号调节激励电压频率。实验结果表明,当相位差锁定区域处在98.48°～100.27°时,振子感应电极输出信号最大,振子处于谐振状态,实现了振子谐振频率的跟踪锁定。该系统可用于以谐振器为核心器件的振子工作模态锁定与跟踪。 展开更多

关键词 压电振子 相位锁定 频率跟踪 现场可编程门阵列 直接数字频率合成器

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压电谐振器双闭环驱动电路研究 被引量：2

15

作者 李志超 吴校生 梁天晨 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第3期322-326,共5页

压电谐振器是谐振式传感器和执行器的核心部件,通常工作在共振和稳幅状态。采用一种锁相环(PLL)和自动增益(AGC)相结合的双闭环控制驱动电路,分别实现了谐振器共振频率的跟踪激励和压电振子输出信号的稳幅控制。优化设计了双闭环电路中... 压电谐振器是谐振式传感器和执行器的核心部件,通常工作在共振和稳幅状态。采用一种锁相环(PLL)和自动增益(AGC)相结合的双闭环控制驱动电路,分别实现了谐振器共振频率的跟踪激励和压电振子输出信号的稳幅控制。优化设计了双闭环电路中各元器件参数,使得压电振子能稳定工作在谐振频率点。参照压电谐振器开环测试数据和闭环测试数据,双闭环驱动电路能将谐振器相位锁定在59°(误差3°),输出信号峰峰值稳定在12.8V(误差0.2V)。实验结果表明,该电路设计能够达到稳定谐振器输出信号幅值和跟踪谐振器共振频率的目的。 展开更多

关键词 谐振器 驱动电路 频率跟踪 稳幅 锁相环 自动增益

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玻璃结构PCR芯片快速精密温控及实验验证 被引量：2

16

作者 吕天意 吴校生 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第2期275-279,290,共6页

PCR芯片作为即时检测技术的一种核心生化分析器件,在疾病快速现场检测、便携式分析中有着广泛应用。温度快速精密控制对提高PCR芯片的扩增效率和准确性极为重要。相较于聚合物材料,玻璃材料具备优良的生物兼容性、导热性和密封性。设计... PCR芯片作为即时检测技术的一种核心生化分析器件,在疾病快速现场检测、便携式分析中有着广泛应用。温度快速精密控制对提高PCR芯片的扩增效率和准确性极为重要。相较于聚合物材料,玻璃材料具备优良的生物兼容性、导热性和密封性。设计并制作了一种全玻璃结构的PCR芯片,以PT100温度传感器和恒流源组成温度检测电路,将温度值线性转换成电压值。采用STM32控制器作为核心处理器,完成电压值的数字化采集。结合积分分离PID算法,对加热电极和风扇施加驱动电流和控制电压,实现对PCR芯片的快速精密温度控制。实验结果表明,该PCR芯片可获得6℃/s的升温速率以及3℃/s的降温速率,控温精度为0.4℃,优于当前市场上大多数PCR仪的性能。生物扩增实验验证了PCR芯片DNA扩增的有效性。 展开更多

关键词 PCR芯片 温控 STM32 PT100 PID算法

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基于非晶锗热电阻的柔性MEMS流速传感器的设计与仿真 被引量：2

17

作者 冯剑玮 崔峰 +1 位作者 涂云婷 赵韦良 《半导体光电》 CAS 北大核心 2021年第2期168-173,共6页

针对铂等常用金属热敏材料电阻温度系数(TCR)不高,导致热式MEMS流速传感器宽量程测量时功耗高的问题,设计了一种基于非晶锗(a-Ge)薄膜热电阻的低功耗、宽量程柔性MEMS流速传感器。非晶锗热电阻材料具有较高的TCR系数(约为-0.02/K)和室... 针对铂等常用金属热敏材料电阻温度系数(TCR)不高,导致热式MEMS流速传感器宽量程测量时功耗高的问题,设计了一种基于非晶锗(a-Ge)薄膜热电阻的低功耗、宽量程柔性MEMS流速传感器。非晶锗热电阻材料具有较高的TCR系数(约为-0.02/K)和室温电阻率(5Ω·m),传感器在较低的工作温差和功耗下可获得宽量程的流速测量。阐述了该柔性MEMS流速传感器的设计结构、工作原理、3D有限元建模和热-流场仿真结果。利用聚酰亚胺衬底空腔膜上的四个非晶锗热电阻同时作为自加热热源和测温元件。四个非晶锗热电阻组成一个惠斯通电桥,同时结合热损失和热温差原理来实现宽量程流速测量和测向。仿真结果表明,惠斯通电桥采用恒电流供电只需120μA,使得非晶锗热阻的工作温度与环境温度之间的温差不高于6K,就可对0~50m/s范围内的流速进行测量,且功耗在1.368mW以内。该柔性流速传感器易于采用MEMS技术批量制造,可贴于曲面应用,非常适于物联网等低功耗流速传感领域。 展开更多

关键词 柔性MEMS 流速传感器 热电阻 非晶锗 仿真

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自加热非晶锗热电阻MEMS流速传感器的制造与测试 被引量：1

18

作者 赵韦良 崔峰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第2期175-180,共6页

为扩大流速传感器的测量范围并降低功耗,制造并测试了一种基于自加热非晶锗薄膜热电阻的MEMS流速传感器,它是由嵌入氮化硅薄膜的四个非晶锗热敏电阻和一对环境测温补偿电阻组成。四个非晶锗热电阻同时作为自加热热源和测温元件,相互连... 为扩大流速传感器的测量范围并降低功耗,制造并测试了一种基于自加热非晶锗薄膜热电阻的MEMS流速传感器,它是由嵌入氮化硅薄膜的四个非晶锗热敏电阻和一对环境测温补偿电阻组成。四个非晶锗热电阻同时作为自加热热源和测温元件,相互连接以形成惠斯通电桥。给出了MEMS工艺流程,微加工制造了尺寸为8.9 mm×5.6 mm×0.4 mm的流速传感器芯片。搭建了低流速和高流速气流通道实验装置,对传感器的惠斯通电桥施加50μA的恒定电流(CCA),实现了0~50 m/s范围内的流速测量。结果表明,传感器在低流速(0~2 m/s)时的灵敏度约为81.6 mV/(m/s),在高流速(2~50 m/s)时的灵敏度约为51.9 mV/(m/s),最大功耗仅约为1.03 mW。 展开更多

关键词 MEMS 流速传感器 非晶锗薄膜热电阻 自加热 恒电流工作

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