电容式力平衡加速度计的设计

电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器。利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计。通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数。并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果。     

微加速度计

本文论述了微机械系统(MEMS)的发展,介绍了电容式微加速度计和压阻式微加速度计的结构,分析了它们的工作原理,以及制作工艺.     

基于SIMP方法微电容加速度计结构固有频率拓扑优化

基于连续体结构拓扑优化的SIMP材料插值模型,以叉指式微电容加速度计弹性梁和质量块的一阶固有频率最大化为目标函数,以体积比作为约束条件,建立了弹性梁和质量块的拓扑优化模型。采用优化准则算法进行迭代求解计算。获得了满足不同体积约束并使一阶固有频率最大的微电容加速度计弹性梁和质量块的多种拓扑优化结构,其中28%体积比约束下的拓扑优化结构与其初始结构相比,一阶固有频率提高了3 330 Hz,提高比例达46.4%。计算结果表明通过构建的拓扑优化模型及优化求解方法可以较好地解决微加速度计频响范围过窄的问题。     

二极管电容检测用于微加速度计的误差分析

方波激励下的环形二极管电容检测电路应用于微机械加速度计是一种新的尝试.根据实践,该方案可以很好地在闭环系统中工作.该文建立了这种解调电路的数学模型,进行了误差分析,给出了其参数对闭环系统的影响.该方案在将检测电容变化转换为电压变化的过程中会引入非线性因素,该文证明了这种影响在闭环后可以忽略.计算结果表明,较解调电容的变化,敏感结构电容的变化将对输出电压的变化起主要的影响作用.此外,推导出的静电力公式说明,较大的激励电压会减小系统的稳定裕量.     

面向输出性能的微加速度计建模与拓扑优化

以MEMS(micro-electro-mechanical systems)技术制备的电容式微加速度计为研究对象,建立了其最终输出性能——检测电容的检测特性与其微结构之间的动力学模型,提出了微加速度计最终输出性能的计算方法,实现了面向微加速度计最终输出性能的动力学特性与检测特性分析.为提高微加速度计的输出性能,进行了微加速度计的结构拓扑优化.在考虑提高电容输出性能和模态约束的条件下,建立了微加速度计结构的拓扑优化流程与数学模型,并以优化算例说明方法的有效性.拓扑优化结果表明,优化后微加速度计的输出性能和灵敏度提高了4.92%,同时抑制了振动模态耦合,保持品质因子不变.     

用圆锥台形电容传感器测量物料含水量的研究

提出了一种新型实用的圆锥台形电容传感器，并推导出了其电容以及待测物料含水量与谐振频率之间的关系式。这种新型传感器可望在自动测湿与在线控制工作中获得广泛应用。     

电容式微机械加速度计闭环系统的零偏

为解释电容式微加速度计闭环系统零点不惟一的特殊现象,对其力学模型和电路特性进行理论分析,推导了闭环输出、零偏、零偏重复性、检测盲区宽度等公式,建立新的静平衡模型.通过零偏与预载的关系实验,定量分析了零偏不重合度、零偏重复性等,并对实验数据进行误差分析.该静平衡模型揭示了动齿的运动规律,证明检测盲区宽度和零偏重复性成正比,成功解释了两个零点问题.指出提高零偏重复性指标的方法,对于微机械结构的设计、预载的选择也具有指导意义.     

平面栅状电容传感器原理及应用

本文论述了平面栅状电容传感器工作原理及其结构，推导了相应公式；并将其应用于流体介质浓度测量，得出了满意的效果。     

电容平面图在交流阻抗数据处理中的应用

用复数电容的概念推导了电化学体系中理想极化电极,电化学极化电极及兼有电化学极化和浓 极化电极的复数电容表达式,根据表达式分析了上述体系的电容平面图,利用ＣＰＰ可以方便地监测体系的电容值,用电子元件或实际电极构成了上述体系的等效电路,测定了交流阻抗谱,得到了ＣＰＰ与理论推导一致。     

电容式传感器灵敏度计算分析

压力式电容传感器在测试中应用很多。本文推导了电容传感器外圆柱内径变化引起的电容相对变化及灵敏度公式,画出图形体现了其非线性,并根据实际情况取特定区域分析线性关系。     

力平衡式微加速度计系统特性研究

力平衡式微机速度计是目前硅微速度计领域研究的热点,文章介绍了力平衡式加速度计的闭环检测原理,通过对反馈方式、偏置电压极性等对加速度计性能影响的定性分析,阐述了不同情况下提高加速度计性能所应采取的措施.     

虚拟现实技术在硅微加速度计设计中的应用

给出了硅微加速度计基于虚拟现实技术的实现步骤，并在基于微机实验平台上创建了其虚拟环境，通过拟实运行验证了将虚拟现实技术应用于硅微加速度计设计中的可行性及实现步骤的正确性，说明基于虚拟现实技术的设计方法特别适合于开发象硅微加速度计这样的微结构器件.     

微加速度计多失效模式可靠性分析

以梳齿式电容微加速度计为研究对象,开展考虑刚度失效、黏附失效等多个失效模式共同作用下的可靠性分析。首先,建立表征各失效模式的数学模型;并利用结构可靠度方法进行各失效模式的可靠性分析。然后,进行各失效模式的相关性分析,获得相关系数矩阵。最后,以各失效模式可靠性结果和相关系数矩阵为输入,建立微加速度计多失效模式可靠性分析模型;并进行相应的可靠性分析。一方面给出了微加速度计的可靠度,用于判别微加速计是否满足可靠度要求;另一方面给出了微加速度计各失效模式和各随机变量的量化的重要度排序,用于确定具有针对性的可靠性提高措施。     

析线性网络的时延特性

论述了线性网络的各种时延术语的意义。导出了相时延、包络时延、群时延、相截时延与网络相位特性之间的关系,详细推导了群时延公式,并简要讨论了各种时延之间的相互关系及应用问题。     

基于角色和交互的SaaS软件生命周期推演模型

采用模拟SaaS生态系统中角色和交互的方法来推演SaaS软件生命周期的各个阶段.首先提出SaaS生态系统中各个组成部分和基本角色;然后定义了SaaS软件生命周期中角色和交互模型;随后模拟大量角色交互路径,从中选取最优路径并加以调整;研究基于该优化路径设计生命周期的模拟方法,包括交互角色和交互时间的选择算法;最后通过角色和交互在时间轴上的聚类,推演出SaaS软件生命周期的各个阶段.理论和实验结果分析证明该模型有着良好的推演效果.     

非线性材料悬索的单自由度振动

在考虑非线性材料本构关系的基础上,建立了非线性材料悬索在集中荷载作用下的单自由度振动控制方程,把悬索的振动位移利用Fourier级数展开,再采用L-P法求得了非线性材料悬索在集中荷载作用下的振动近似解,把非线性材料悬索的振动特性与线性材料悬索的振动特性进行了比较分析。     

生产商-销售商联合生产库存问题的一般数学模型

对于生产商-销售商联合生产库存系统,目前已有文献所给出的策略具有明显的局限性.为了使生产商-销售商联合生产库存问题更具一般性,本文进一步放宽了该问题的假设条件.然后,根据生产商和销售商的库存-时间图推导出系统整体的库存-时间图.利用该图对销售商的订货策略与生产商生产量和库存量之间的关系进行分析,从而推导出最优订货策略的一般数学模型.最后,通过实例验证了该数学模型得出的策略确实优于已有文献给出的策略.     

有机锆（Ⅳ）试剂的化学特征及其与糖苷类的反应

从氧氯化锆与乳酸、三乙醇胺的反应出发，利用红外、拉曼光谱，对自制的一新型有机锆试剂在温度场、时间场中的变化情况进行了研究，同时对该试剂与甘露糖苷类的化学反应过程进行了探讨。首次提出了该类含水试剂与多聚糖化合物的反应机理。     

电液伺服系统频率响应参数优化

以电液位置伺服系统为研究对象，讨论系统在正弦响应下参数优化问题，并通过计算机仿真，求出了一阶电液位置伺服系统在常用范围内的参数最优匹配值。绘出优化曲线，提出了一种优化设计新方案。     

静电场中电位参考点的选取

由数学分析中曲线积分与路径无关的条件得出选择电位参考点的限制条件，对具体应用作了细致讨论。