检索结果-内蒙古大学图书馆

电加工与模具 2019年第3期 27-31,74页

作者：李晓惠韦东波杨晓冬哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

利用多物理场耦合建立了稳态时的放电通道模型,分析稳态时的放电通道温度场、流场及电场分布,并对放电电流和放电间隙对放电通道的影响进行了数值仿真及分析。结果发现:最高温度位于通道中心轴的极间中点,温度自该点向周围迅速减小;放... 详细信息

利用多物理场耦合建立了稳态时的放电通道模型,分析稳态时的放电通道温度场、流场及电场分布,并对放电电流和放电间隙对放电通道的影响进行了数值仿真及分析。结果发现:最高温度位于通道中心轴的极间中点,温度自该点向周围迅速减小;放电通道中心轴的压力最大,且压力沿放电通道径向随着半径的增加而减小,沿轴向变化不大;放电通道中心区域的极间介质在两极表面附近沿径向向通道中心轴流动、在间隙中心附近背向通道中心轴流动,从而形成两个以极间中心平面为对称平面的漩涡;极间介质电势在放电通道中心区域呈现出在两极表面附近下降较快、在间隙中心附近下降较慢的不均匀变化趋势,在其他区域均匀变化。

关键词：电火花加工放电通道多物理场耦合仿真

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双片集成数字硅陀螺接口ASIC的设计与测试

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哈尔滨工业大学学报 2017年第10期49卷 90-94页

作者：付强陈伟平闫菁敏尹亮刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 微系统与微结构教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为实现mems陀螺高精度、数字化和小型化,适应惯性导航和测量等领域的应用要求,采用双片集成方式,基于0.5 um的N阱CMOS工艺,设计并实现了一款实用化的mems陀螺接口电路.设计了基于高频载波的闭环自激驱动电路和低噪声差分敏感检测模拟前... 详细信息

为实现mems陀螺高精度、数字化和小型化,适应惯性导航和测量等领域的应用要求,采用双片集成方式,基于0.5 um的N阱CMOS工艺,设计并实现了一款实用化的mems陀螺接口电路.设计了基于高频载波的闭环自激驱动电路和低噪声差分敏感检测模拟前级电路,高频信号将敏感信号调制到高频后与闪烁噪声相加,经过开关相敏解调以及低通滤波后得到低噪声模拟角速度输出,并由集成的高分辨率四阶单环一位sigma delta ADC将模拟信号转化成为数字信号,实现数字化输出的硅陀螺接口电路.测试结果表明:sigma delta调制器的动态范围达到130 d B,陀螺整机量程为±200°/s,带宽为60 Hz,刻度因子为46.45 LSB/((°)·s^(-1));线性度为342×10^(-6),输出噪声为0.004(°)·s^(-1)/Hz1/2,零偏稳定性为3.4°/h.通过电路集成实现了小型化、低成本和角速度数字化精确输出,测试结果与其他相关研究对比表明该结构可以得到很好的性能.

关键词：数字化系统硅陀螺 sigma delta ADC ASIC 低噪声

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应用静电力矩改善新型转子式陀螺的动态特性

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吉林大学学报（工学版） 2017年第3期47卷 850-854页

作者：刘晓为李海翁睿张海峰赵军哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001 清华大学精密仪器系北京100084

提出应用静电力矩反馈的方法解决一种新型转子式陀螺的欠阻尼问题。设计了静电力矩反馈的机械结构,并对其进行了建模分析以及有限元仿真验证。通过对比不同反馈条件下陀螺的动态响应发现,该方法可以显著改善陀螺的动态特性。随着反馈电... 详细信息

提出应用静电力矩反馈的方法解决一种新型转子式陀螺的欠阻尼问题。设计了静电力矩反馈的机械结构,并对其进行了建模分析以及有限元仿真验证。通过对比不同反馈条件下陀螺的动态响应发现,该方法可以显著改善陀螺的动态特性。随着反馈电压的增加,陀螺系统从欠阻尼状态无限趋近临界阻尼状态。考虑到介质击穿的限制以及反馈强度对幅频特性的影响,最终确定反馈电压应设置在100V附近。此时,系统单位阶跃响应的过冲由开环时的87%以上降低到约5%,稳定时间由1.3s缩短为0.1s左右。

关键词：仪器仪表技术动态特性静电力矩转子式陀螺阶跃响应

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采用热压-喷涂法制备PMMA超疏表面涂层

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第12期48卷 1071-1076页

作者：张海峰张瑞敏刘晓为梁迎春张晓舒朱敏瑜哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

以纳米SiO2和PMMA为原料,提出了一种以不锈钢丝网为热压模板结合喷涂法制备PMMA超疏表面的新方法.研究了热压压力和喷涂SiO2纳米粒子浓度对表面浸润性的影响.结果表明,SiO2纳米粒子能够明显改善PMMA表面的浸润性.在热压压力为0.5MPa、... 详细信息

以纳米SiO2和PMMA为原料,提出了一种以不锈钢丝网为热压模板结合喷涂法制备PMMA超疏表面的新方法.研究了热压压力和喷涂SiO2纳米粒子浓度对表面浸润性的影响.结果表明,SiO2纳米粒子能够明显改善PMMA表面的浸润性.在热压压力为0.5MPa、疏水性SiO2纳米粒子质量分数为4%时,可获得最佳的超疏水涂层,涂层的接触角为164°±0.8°,滚动角小于2°.通过扫描电镜（SEM）观察了涂层表面的微观结构,发现超疏水性涂层具备规则的微纳二元结构.该表面在p H值为114的范围内都具有很好的超疏性能;同时,制备的超疏水涂层在空气中放置10个月以上,其表面接触角仍大于150°.

关键词：超疏表面热压涂层 SiO2纳米粒子接触角

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碳化硅颗粒增强铝基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率研究

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兵工学报 2014年第6期35卷 891-899页

作者：耿雪松迟关心王玉魁王振龙哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料微细电火花线切割加工材料去除过程受多种因素交互影响,难以获得有效的材料去除率数学模型,而在多约束条件下试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计(CCD)实验方法,设计三因素... 详细信息

碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料微细电火花线切割加工材料去除过程受多种因素交互影响,难以获得有效的材料去除率数学模型,而在多约束条件下试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计(CCD)实验方法,设计三因素五水平的SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工实验方案。利用响应曲面法建立材料去除率与主要电源参数(开路电压、电容和脉宽)的二阶模型,通过对实验数据的多元二次拟合,获得材料去除率的二次回归数学模型。进一步分析了实际加工条件对工艺参数的约束,并以提高SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工材料去除率为目标建立工艺参数优化模型。设计粒子群优化(PSO)算法及其流程进行优化问题求解,其结果显示PSO算法可以快速有效地获得满足多约束的最佳工艺参数。

关键词：机械制造工艺与设备金属基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率中心复合设计粒子群优化

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电极表面粗糙度对检测电容的影响

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光学精密工程 2013年第9期21卷 2266-2271页

作者：张海峰刘晓为李海陈楠哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学MEMS中心黑龙江哈尔滨150001

平行板电容是大多数mems传感器件的核心检测结构。考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响。建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了... 详细信息

平行板电容是大多数mems传感器件的核心检测结构。考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响。建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和边缘效应对静电场分布的影响;针对粗糙表面增大了电极存储电荷的能力,对粗糙表面的平行板电容器计算公式进行了修正。采用原子力显微镜对不同粗糙度的样本进行了表征,实验和仿真结果表明:减小两电极之间的距离,增大检测电极的表面粗糙度,可以显著增大检测电容。当检测电极的粗糙度从0.063 nm增加到60 nm时,平行板电容器电容值增大了9.0%。结论显示,增大mems电容器两电极的表面粗糙度,可以有效地增大mems器件的检测灵敏度。

关键词：检测电容表面粗糙度电极微机电系统

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悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测

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光学精密工程 2013年第10期21卷 2566-2573页

作者：翁睿张海峰刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心黑龙江哈尔滨150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

根据液浮转子式微陀螺闭环驱动系统对转子转速测量的需求,提出了一种适用于悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测方法。根据楞次定律,永磁转子在附有检测线圈的定子中转动时,会切割磁感线感应出反电动势。对反电动势信号进行分析,即可测... 详细信息

根据液浮转子式微陀螺闭环驱动系统对转子转速测量的需求,提出了一种适用于悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测方法。根据楞次定律,永磁转子在附有检测线圈的定子中转动时,会切割磁感线感应出反电动势。对反电动势信号进行分析,即可测得转子的转速。由于检测线圈与驱动线圈共用定子铁芯,这种检测方法在降低定子结构复杂度的同时,也引入了矩形波驱动信号带来的毛刺干扰。干扰信号经过模拟低通滤波器衰减后,通过模数转换器转换为数字信号。该信号通过单片机上运行的过零检测算法处理后,即可得到当前转子的转速。测试结果表明,该转速检测系统在刷新率为4Hz、转速达到5 000r/min以上时,测量值的相对误差在0.3%以内,其非线性误差为0.41%,能够满足对悬浮转子式微陀螺转速进行检测的要求。

关键词：微陀螺悬浮转子转速测量反电动势嵌入式算法

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微型直接甲醇燃料电池阳极流场结构

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纳米技术与精密工程 2012年第3期10卷 204-210页

作者：张鹏张宇峰盖琪琦刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

针对微型直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极传质效率低和性能差等问题,对DMFC阳极流场结构进行了研究.利用mems技术实现了具有点形、平行和蛇形等阳极流场结构的硅基自呼吸式DMFC,测试对比结果表明单蛇形流场结构性能要优于其他几种流场;另外... 详细信息

针对微型直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极传质效率低和性能差等问题,对DMFC阳极流场结构进行了研究.利用mems技术实现了具有点形、平行和蛇形等阳极流场结构的硅基自呼吸式DMFC,测试对比结果表明单蛇形流场结构性能要优于其他几种流场;另外,对单蛇形流场结构参数进行了优化,结果表明当流道宽度∶脊的宽度∶流道长度为2∶3∶254时,电池性能达到最佳.在此基础上,为了改善反应物到催化层的传质效率和提高性能,提出了一种渐缩式单蛇形流场结构,其电池最大输出功率密度达到15.41 mW/cm2,比传统等宽式单蛇形流场提高了将近35%,为便携式微能源系统的应用开发奠定了基础.

关键词：微型直接甲醇燃料电池 mems 阳极流场渐缩式蛇形

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新型低噪声微机械陀螺闭环驱动电路

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哈尔滨工业大学学报 2011年第9期43卷 38-41页

作者：孙明谭晓昀李子芃刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心哈尔滨150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

为将陀螺结构引入到闭环驱动电路的仿真系统中,建立了与微机械陀螺结构等价的电学模型.微机械陀螺闭环驱动电路基于电荷泵锁相环技术,用低噪声跨阻放大器代替传统的电荷放大器实现I-V转换,有效避免了电荷放大器在实现I-V转换时所产生的... 详细信息

为将陀螺结构引入到闭环驱动电路的仿真系统中,建立了与微机械陀螺结构等价的电学模型.微机械陀螺闭环驱动电路基于电荷泵锁相环技术,用低噪声跨阻放大器代替传统的电荷放大器实现I-V转换,有效避免了电荷放大器在实现I-V转换时所产生的随陀螺固有频率变化而变化的相位误差.用基于CCCII+技术的有源电阻代替无源电阻,大大降低了电路的噪声,并且提高了电路的集成度.仿真结果表明,微机械陀螺结构的固有频率为2.7 kHz,陀螺结构在驱动方向位移的相位滞后于驱动方向驱动力相位90°;在50μA的偏置电流下,有源电阻阻值为250 kΩ,在工作频率下的噪声为0.037 fV2/Hz,大大低于无源电阻的噪声.闭环接口电路实现了在陀螺固有频率下的自激振荡.

关键词：闭环驱动电路微机械陀螺 CCCII+

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使用高浓度甲醇的微型直接甲醇燃料电池

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光学精密工程 2011年第9期19卷 2079-2084页

作者：王路文张宇峰何洪赵悠然刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料作为流场基体,以不锈钢薄片作为集流板,设计制作了一种新型空气自呼吸式微型直接甲醇燃料电池。采用线切割、激光切割等微加工技术制作集流板,并在集流板表面溅射金作防电蚀处理以降低接触电阻。... 详细信息

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料作为流场基体,以不锈钢薄片作为集流板,设计制作了一种新型空气自呼吸式微型直接甲醇燃料电池。采用线切割、激光切割等微加工技术制作集流板,并在集流板表面溅射金作防电蚀处理以降低接触电阻。通过对电池阳极传质的建模仿真以及性能测试发现,与传统微型DMFC的阳极结构相比,该阳极结构有效地提高了甲醇传质阻力,减小了甲醇渗透,更适于应用高浓度甲醇燃料。稳定性测试显示该微型DMFC在较高浓度(7mol/L)和很小流速(0.1ml/min)下可以稳定工作,满足了便携式电源对高能量密度的需求。该电池还具有轻质、可批量化生产等优点,便于便携式电源的进一步推广和应用。

关键词：直接甲醇燃料电池空气自呼吸甲醇浓度

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