基于MEMS的电磁激励谐振传感器研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinmeng79
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文基于压阻效应和电磁感应构建电磁激励谐振传感器,该传感器包括激振结构和拾振结构,通过对电磁激励谐振传感器进行理论分析,该结构中激励线圈产生的磁场与外加磁场间存在相互作用磁力,拾振结构输出电压信号发生改变,理论分析表明该结构可完成电磁激励谐振传感器功能。在此基础上,利用Ansys软件分别对激振结构和拾振结构进行仿真模型构建和仿真分析,优化电磁激励谐振传感器的设计,通过采用Matlab软件对硅膜应力分布进行计算分析,优化拾振结构中硅膜上纳米硅薄膜晶体管设计位置。根据理论和仿真分析,电磁激励谐振传感器芯片尺寸为5000μm×5000μm,硅膜厚度为45μm,硅膜尺寸为3000μm×3000μm,激振结构中电感线圈35匝铝线圈,线圈宽度为7μm,间距为11μm,厚度为1μm;拾振结构中纳米硅薄膜晶体管沟道长度和宽度分别为320μm和80μm。本文通过采用MEMS技术和CMOS工艺在n型<100>晶向高阻单晶硅片制作电磁激励谐振传感器,在硅片的上表面方形硅膜的中部采用掩埋浓硼内引线方法制作激振结构,即能产生交变磁场的金属电感线圈;采用CMOS技术在方形硅膜上制作四个纳米硅薄膜晶体管沟道电阻作为压敏电阻,构成惠斯通电桥作为拾振结构。实验结果给出,电磁激励谐振传感器的激振结构能够感应外界磁场变化并产生感生电压,当对激振结构施加交变激励电压时,激振结构能够产生交变磁场,当激振结构通以恒定电压,在交变磁场作用下,可使硅膜产生振动,振动频率与交变磁场频率一致,方形和圆形电感线圈在工作频率为200k Hz时电感值分别为27.43n H和31.07n H。电磁激励谐振传感器的拾振结构在硅膜振动时,能够对硅膜振动做出响应,拾振结构在工作电压为5.0V时,响应灵敏度为0.146m V/k Pa。实验结果表明,本文设计的电磁激励谐振传感器能够实现电磁激励使硅膜产生振动,通过拾振结构可以完成对硅膜振动的检测。
其他文献
日本高校在城市型、应用型教育方面处于世界领先地位,以首都大学东京为研究对象,通过对办学定位、政产学研相结合、学校评估体系、教师人事评价体系以及国际交流等方面进行分
电磁场逆问题的研究历史已逾百年。电磁场逆问题一般指电磁装置的优化设计问题,而这类问题普遍存在于现实世界和工程领域。目前求解电磁场逆问题的通用方法是把它分解为一系
将模糊聚类最大矩阵元原理与最小二乘最优准则下的模糊ISODATA聚类迭代原理相结合,并按最大隶属原则确定最优分类,建立了基于迭代的模糊混合聚类法.利用此方法对辽西沿海诸河
<正>乳腺癌是全世界女性最常见的恶性肿瘤。我国每年女性乳腺癌发病16.9万,是女性第二位最常见恶性肿瘤;梅毒是由苍白螺旋体引起,患病后病程长,早期侵犯生殖器和皮肤,晚期侵
近年来,我国保险资金运用领域和渠道不断得到拓宽,PPP模式作为社会资本参与基础设施建设和公共服务供给的新途径,无疑成为险资参与经济建设和管理的重大创新。本文首先回顾了
目的探究消石利胆胶囊联合熊去氧胆酸胶囊治疗慢性结石性胆囊炎的临床效果。方法选取2014年7月至2017年10月我院收治的90例慢性结石性胆囊炎患者作为研究对象,采用随机数字表
[目的/意义]文章通过调研分析公共图书馆志愿者服务动机、人格特质与服务时长的关系,为提高公共图书馆志愿者服务的主动性、持续性,提供有益的借鉴。[方法/过程]通过问卷调研
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
英语习题讲评课作为高中英语教学的一种基本组织形式,能使学生扫除盲点、查缺补漏、完善知识结构,提高学生的分析能力。然而,如何在新课程改革日益深入的今天,搭建高效英语习
随着国家对高校体育发展的逐步重视,高校应该积极配合,为国家培养身心健康、综合素质全面发展的优秀人才。所以,高校在体育教学方面也要采取科学有效的教学方法,争取让体育运