检索结果-内蒙古大学图书馆

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 419-430,614页

作者：谭秋林刘佳佳王宁樊磊张磊冯瑞微纳器件与系统教育部重点实验室太原030051 省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振... 详细信息

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振互感耦合传感器以及超材料传感器等3类无线无源力热传感器进行了总结及现状分析。首先,描述了无线无源力热传感器的需求情况;其次,介绍了3类传感器的工作原理、传感性能及其在独特场景下的具体应用;最后,讨论了无线无源传感器发展过程中的瓶颈问题,指出了未来可能改善和提升的发展方向。

关键词：无线无源传感器高温环境高旋环境振动测量

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基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统

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仪表技术与传感器 2025年第1期 79-84页

作者：王宽敏刘文怡中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室

为解决现有的直接采样方式的信号采集系统通道数量少、通道间同步误差较大的问题,设计了一款基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统。系统采用2片FPGA分别作系统控制与数据传输,4片AD9208实现8通道模数转换,DDR4型SDRAM进行数据缓存,基... 详细信息

为解决现有的直接采样方式的信号采集系统通道数量少、通道间同步误差较大的问题,设计了一款基于FPGA的多通道高速信号同步采集系统。系统采用2片FPGA分别作系统控制与数据传输,4片AD9208实现8通道模数转换,DDR4型SDRAM进行数据缓存,基于快速傅里叶变换算法实现同步误差检测。测试结果表明:系统在14 bit采样精度下,可对8路模拟输入信号进行超过2 GSa/s的同步采样与缓存,通道间最大误差小于2 ps。多次上电测试结果显示,系统数据同步传输链路稳定。

关键词：信号采集 FPGA AD9208 JESD204B 相位检测多通道同步

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MEMS高温压力传感器复合金属层可靠性研究

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仪表技术与传感器 2025年第2期 22-27页

作者：杜康乐雷程梁庭肖楚译王旦旦罗后明中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室

为解决MEMS压力传感器因复合金属层形貌翘曲导致高温失效分析后出现失效的问题,文中提出了3种制备复合金属层的工艺方法,经过逐步模拟键合过程,观察每增加一步工艺对应复合金属层的形貌,通过场发射扫描电子显微镜观察复合金属层的形貌,... 详细信息

为解决MEMS压力传感器因复合金属层形貌翘曲导致高温失效分析后出现失效的问题,文中提出了3种制备复合金属层的工艺方法,经过逐步模拟键合过程,观察每增加一步工艺对应复合金属层的形貌,通过场发射扫描电子显微镜观察复合金属层的形貌,最后在300℃、保持100 h高温条件下验证传感器的可靠性。采用常温溅射—光刻图形—IBE刻蚀制备出的复合金属层形貌完整且分层明显,模拟键合实验后复合金属层依然未出现翘曲现象,经300℃高温考核后,传感器零位输出稳定在4.5 mV左右,零点漂移为0.906%,时漂约为7.76μV/h,验证了该方案在高温失效分析下的可行性。

关键词： MEMS压力传感器复合金属层翘曲高温考核模拟键合过程常温溅射

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一种ku波段携带轨道角动量的六边形反射型超表面

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光通信技术 2025年

作者：罗熳冯瑞谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室

为了满足光通信技术研究的需要，本文研究设计了一种工作在ku波段的六边形反射型超表面。提出的超表面为无源线极化超表面，其结构为单层，顶层为实现相位控制的铜层金属层，底层为金属背板，中间介质层为聚酰亚胺，厚度为1mm。组阵后... 详细信息

为了满足光通信技术研究的需要，本文研究设计了一种工作在ku波段的六边形反射型超表面。提出的超表面为无源线极化超表面，其结构为单层，顶层为实现相位控制的铜层金属层，底层为金属背板，中间介质层为聚酰亚胺，厚度为1mm。组阵后的超表面在14GHz频点下仿真得到的电场相位呈一模态涡旋状分布，电场幅度呈“甜甜圈”状，其中心位置存在明显电场强度为0的点，仿真结果与设计吻合。对超表面进行加工测试，同样也得到了一模态的涡旋相位分布，其中心位置电场强度仍存在零点，该超表面实物测试与仿真结果基本吻合。

关键词：轨道角动量涡旋电磁波六边形反射型超表面 ku波段无源线极化

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MEMS高温压力传感器耐高温引线结构优化

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压电与声光 2024年第3期46卷 386-391页

作者：刘润鹏雷程梁庭杜康乐中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室山西太原030051

绝缘体上硅(SOI)高温压力传感器可在高温(高于125℃)下工作。通常情况下构成惠斯通电桥的电阻单独处于压力敏感区,以提高其灵敏度,但在其工作期间压力传感器器件区电阻重掺区与金属引线连接处存在一定高度差,在加压加电高温环境下此处... 详细信息

绝缘体上硅(SOI)高温压力传感器可在高温(高于125℃)下工作。通常情况下构成惠斯通电桥的电阻单独处于压力敏感区,以提高其灵敏度,但在其工作期间压力传感器器件区电阻重掺区与金属引线连接处存在一定高度差,在加压加电高温环境下此处热应力变大,金属引线因过热而出现金属引线断裂或失效,无法满足高温需求。在此基础上研究了一种硅引线技术,使其与压敏电阻处于同一高度层,金属引线平铺在硅引线上端,经退火后形成良好的欧姆接触。实验测试表明,该方案能使压力传感器在300℃高温环境下正常工作,金属引线与电阻区连接完好,传感器敏感区应力降低接近50%,且优化后传感器灵敏度符合设计要求。

关键词：绝缘体上硅(SOI) 高温压力传感器器件区电阻高度差硅引线

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宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡设计

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仪表技术与传感器 2024年第1期 25-30页

作者：高晨程洪应平党立志张会新中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室

针对无人机综合测试领域对复杂温度环境下模拟量信号输出的精度以及通道数量的需求,设计了一种宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡。系统采用FPGA作为主控单元,使用分辨率为16位的D/A转换器AD5372,利用DS18B20温度传感器实时监测... 详细信息

针对无人机综合测试领域对复杂温度环境下模拟量信号输出的精度以及通道数量的需求,设计了一种宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡。系统采用FPGA作为主控单元,使用分辨率为16位的D/A转换器AD5372,利用DS18B20温度传感器实时监测系统工作温度,进行模拟量输出的温度校准,最终实现在0~85℃条件下精准输出64路模拟量信号,输出范围在-10~10 V。为提高通用性和标准性,系统支持千兆以太网、LVDS、RS4223种数据通讯接口,并配备上位机软件实现人机交互。经实际工程验证,在0~85℃条件下输出的模拟量信号误差均在±0.5 mV以内,符合系统设计指标,为无人机测试领域产生多通道高质量的模拟量信号提供了成熟可靠的工程化解决方案。

关键词：无人机测试系统温度校准高精度模拟量 FPGA

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厘米尺度亲疏水间隔表面水下气膜维持效果及机理研究

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表面技术 2023年第12期52卷 188-196页

作者：张照许晓慧黄金艺牟震林苑伟政何洋吕湘连西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室西安710072

目的面向水下航行器减阻技术挑战,克服现有全超疏水表面气膜维持效果较差的问题,提出了厘米尺度的亲疏水间隔表面水下气膜维持思路,以获得更高的水下减阻性能。方法采用k-ω湍流模型对厘米尺度的亲疏水间隔表面、全超疏水表面进行了流速... 详细信息

目的面向水下航行器减阻技术挑战,克服现有全超疏水表面气膜维持效果较差的问题,提出了厘米尺度的亲疏水间隔表面水下气膜维持思路,以获得更高的水下减阻性能。方法采用k-ω湍流模型对厘米尺度的亲疏水间隔表面、全超疏水表面进行了流速0.5 m/s的水流冲刷模拟仿真,其中亲疏水间隔表面设定凹槽中的超疏水表面接触角为165°,亲水间隙接触角为45°;全超疏水表面的接触角均为165°。随后基于仿真结果,对厘米尺度的2种表面在不同水流速度和供气条件下进行水流冲刷实验,研究了这2种表面在不同实验条件下的气膜形状变化。结果仿真结果显示亲水间隙的存在使凹槽内的气体受到钉扎束缚作用,可以实现气膜维持。实验结果显示在厘米尺度下,全超疏水表面在流速为0.55 m/s的条件下气膜维持情况较好,但在流速达到0.94 m/s,雷诺数为Re=14030时,实验部分的流动状态为湍流状态,凹槽内气膜覆盖的面积时有变化,能覆盖的面积一般不超过凹槽面积的50%,很难维持完整的气膜;而在0~1.2 m/s的流速范围内,亲疏水间隔表面能够在超疏水区域始终维持稳定气膜表面,具有好的气膜维持效果。结论相比均匀的全超疏水表面,亲疏水间隔表面能够因其前后接触角差异为气膜提供最大的束缚力,具有良好的气膜维持性能;由于其能束缚的气膜厚度更大,表面速度滑移更大,所以能产生更好的水下减阻效果。

关键词：亲疏水间隔表面厘米级气膜主动供气气膜维持

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芯片原子钟的集成反射型气室设计、制造和测试

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中国激光 2025年第1期52卷 94-99页

作者：王涛龙中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室山西太原030051 成都天奥电子股份有限公司四川成都610037

芯片原子钟由于其低功耗和低成本的优势而得到越来越多的关注,进一步提高芯片原子钟的集成度已成为主要的趋势。微加工原子气室的光学元件分立是实现芯片原子钟小型化的主要障碍。提出一种基于湿法腐蚀的超紧凑片上单腔原子气室制备方... 详细信息

芯片原子钟由于其低功耗和低成本的优势而得到越来越多的关注,进一步提高芯片原子钟的集成度已成为主要的趋势。微加工原子气室的光学元件分立是实现芯片原子钟小型化的主要障碍。提出一种基于湿法腐蚀的超紧凑片上单腔原子气室制备方案。在碱性溶液中加入表面活性剂,利用各向异性腐蚀技术制造出45°的平坦镜面,通过蒸发法引入铯蒸气,实现了长度为6 mm的单腔原子气室的低成本微加工。所制备的新型原子气室的频率稳定度为1.23×10^(-10)@1 s。结果表明,与传统微加工的垂直式原子气室相比,反射型原子气室的短期频率稳定度满足要求且与封装系统兼容。

关键词：芯片原子钟碱金属气室湿法腐蚀微机电系统

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基于FPGA的智能多路绝缘测试平台国产化设计

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仪表技术与传感器 2024年第5期 32-37页

作者：赵国文姚玉林张会新中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室 91515部队

针对当下工业生产领域愈来愈繁复的电缆网与系统阻值的测试需求以及国内绝缘测试技术发展不够充分的现状,基于型号为HWD2V1000国产FPGA,提出了智能多路绝缘测试平台的国产化设计。绝缘测试平台具有静态、导通、绝缘3种测试模式,分别采... 详细信息

针对当下工业生产领域愈来愈繁复的电缆网与系统阻值的测试需求以及国内绝缘测试技术发展不够充分的现状,基于型号为HWD2V1000国产FPGA,提出了智能多路绝缘测试平台的国产化设计。绝缘测试平台具有静态、导通、绝缘3种测试模式,分别采用开尔文测试法和二线法,该绝缘测试平台全自动化、智能化,测试效率相较传统测试方法显著提升;能够对可拓展的多通道(>200点)中的任意测点设置3种阻值测试模式,测试阻值范围能覆盖至0.01~100 MΩ,测试误差在10%以内;全国产化设计,不依赖国外器件或模块,技术完全自主可控。

关键词： FPGA 绝缘测试仪电缆网测试国产化开尔文测试法

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硅/硅低温直接键合的工艺调控及应用

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传感技术学报 2024年第10期37卷 1674-1680页

作者：李东玲兰芬芬崔笑寒重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆400030

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合... 详细信息

为了满足微机电系统(MEMS)对高强度、低成本、灵活性好、通用性强硅/硅低温直接键合技术的迫切需求,开展基于氧等离子活化的硅/硅低温直接键合工艺调控方法及应用研究。通过正交实验分析了活化功率、活化时间、氧气流量对键合率和键合强度的影响,优化了氧等离子活化工艺,350℃氮气保护下退火2 h后,键合率为98.52%,平均抗剪切强度为20.2 MPa,键合界面连续无空洞,且形成了3.58 nm的非晶氧化层,表明实现了分子间的键合。最后,采用三层低温硅/硅键合工艺实现了微型振动能量收集器的限幅封装,成功将能量收集器的频带拓展到215 Hz~229 Hz。结果表明,该硅/硅键合工艺满足MEMS器件的加工及使用要求,其工艺调控方法具有较好的通用性。

关键词：氧等离子体直接键合正交实验界面特性频带拓展

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