基于体硅工艺的微夹持器设计

为克服静电致动微夹持器夹持力小、运动范围小的弱点,设计并研制了一种基于体硅工艺的微夹持器。建立了S形柔性夹持臂力学模型,借助有限元方法进行结构优化、夹持臂模态分析以及静电驱动器对微操作对象影响的估算。研制成一种大深宽比梳状静电驱动微夹持器,释放了等效长度达5.470mm的柔性夹持臂。该夹持器采用了导电型并接地连接的柔性微夹持臂,可防止静电对操作的影响,柔性结构有效解决了静电力小与硅材料的弹性模量高之间的矛盾,使微夹持器的夹持力输出大大增加。     

应用于引信固态安全系统的硅微加速度传感器研究

微机电系统将对引信的发展提供其它技术不可比拟的技术支撑。该文论述了基于ＭＥＭＳ引信固态安全系统的概念及作用原理;针对可应用引于信安全系统的硅微压阻式加速度传感器,用有限元法计算了不同厚度悬壁梁结构在１００００ｇ加速度作用下的应力分布、固有频率,设计了力敏电阻电桥结构,并计算了传感器的灵敏度。最后介绍了压阻式悬壁梁结构的加传感器制作工艺。     

硅微z轴谐振陀螺仪负电刚度效应 分析及实验验证

介绍了在开环工作状态下硅微z轴谐振陀螺仪由于加工工艺缺陷所导致的误差机理。为减小陀螺仪初始电容差和抑制正交耦合误差,提 出了一种闭环控制检测策略。重点分析 了其力矩反馈器的电刚度效应并给出其线性数学模型表示式。通过对硅微z轴陀螺仪敏 感模 态的反馈力与谐振频率的关系分析,间接得出了在敏感方向上电负刚度与力矩器所施电压的 内在联系,并在实验上进一步验证电刚度效应。这将为下一步闭环控制方案的设计奠定重要 基础。     

硅微通道内血细胞流动特性测试

在微型机电系统硅微制造技术制作的矩形硅微通道内注入血细胞溶液,用高速摄影机采集记录血细胞微流动图像,利用图像处理技术,对流动图像进行背景噪声滤除、对比度增强、平滑滤波、形态学运算等操作,并用提取的边缘进行图像分割及识别.按照目标识别的结果,对识别出的细胞形状通过曲线拟合法进行修正,计算出多个流动状态参数,如细胞大小、流动速度等.计算结果表明:微通道内细胞的流动速度仍近似地符合抛物线形分布,与宏观流动的流形相类似;在流体溶液的作用下,血细胞的流动状态不仅伸长变形成椭球形,而且还会产生翻滚和旋转的运动方式,并发生在细胞各自的移动路径中,使得细胞在流体中的姿态不断发生变化;细胞的翻滚和旋转产生的原因主要是血细胞自身形状所受的流动剪切力矩不平衡,而运动的结果使血细胞的流动行为更加复杂多变.     

可编程相位光栅的结构设计与制作工艺

可编程相位光栅技术在光通讯领域有较广的应用,也可作为微型光谱仪的新颖色散器件。该文设计了一种基于MEMS的可编程相位光栅,其特征参数可以通过编程控制和改变。通过经典理论建模与分析,设计了可编程相位光栅的结构;并对光栅的光带结构参数进行了优化,从而有利于可编程相位光栅功能的实现,提高了制作的可靠性和成功率;设计了针对可编程相位光栅的表面硅微工艺,并对改善应力、去牺牲层和防粘连等关键问题进行了分析,改进了工艺,成功研制出样品,其结构尺寸约为4mm×6mm,有效工作部分的面积约为4mm×2mm.     

微射流流场原理性实验研究

用蜂鸣器代替微作动器在水中对微射流的形成及发展进行了定性实验，高速摄像系统显示了微射流的形成及发展。实验结果表明对于结构确定的蜂鸣器，存在唯一的最佳工作频率，使得射流能量水平最高。蜂鸣器驱动信号波形对射流效果也有影响。速率变化因子越大的波形，生成的旋涡能量越高，射流速度越大。     

基于三维特征的微机电系统器件结构设计方法

提出了一种表面硅微器件结构设计方法，解决了目前微机电系统（MEMS）结构设计中直观性差、工艺难度大等问题．该方法将三维特征建模的设计思想运用到MEMS设计中，在建立三维特征库的基础上实现了器件结构的快速直观设计．通过三维设计软件SolidWorks的用户接口开发的应用程序不仅实现了从器件结构中自动提取掩膜版和工艺流程，而且消除了人工设计掩膜版和工艺流程的繁琐过程．应用实例表明，与传统的通过掩膜版设计MEMS器件结构的方法相比，该方法简洁、高效，更符合设计者所看即所得的思维方式．同时，SolidWorks软件作为开发MEMS辅助设计工具的基础平台，可以省去开发几何造型模块的任务，从而为新一代MEMS辅助设计工具的开发提供了新的思路．     

微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器,这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小,其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明,该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力,适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明,该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试,从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

规整双重乳液的微流体数字化制备原理实验

提出了一种基于微流体数字化技术的规整分散的(O1/W/O2)型双重乳液制备方法.通过对微喷嘴施加小幅可控的脉冲惯性力,完成对一次水包油(O1/W)型乳状液的小份分割、数字化传输及喷射.使用该方法制备了芝麻油-海藻酸钠水溶液-液体石蜡的(O1/W/O2)型双重乳液.制备过程中,每个驱动脉冲喷射出一颗双重乳化液液滴.制备的节拍既可以是连续的,也可以是编码的,还可以对二次乳液颗粒进行规整的阵列排布,因此制备过程具备数字化量可控的特征.所制备的二次乳液颗粒粒径分布窄,使用类似的过程可以制备以海藻酸钠为壁材包埋芝麻油的食品用微胶囊.     

碳化硅空间用反射镜坯体残余应力的研究

采用反应烧结工艺制备了碳化硅空间用反射镜坯体.通过X射线衍射方法,测定了碳化硅空间用反射镜坯体的残余应力.结果表明,反射镜坯体镜面存在较大的残余应力,测量值具有一定的随机性,测量误差与测量值具有一定的相关性.采用有限单元法计算了反射镜坯体的热残余应力,通过对比验证了测试结果可靠性.     

一种数字微镜控制的近红外阿达玛变换光谱仪

使用高精度的数字微镜（DMD）阵列代替传统的阿达玛编码模板,使得阿达玛光学编码过程中没有任何机械运动部件,从而大大提高了光谱仪的抗震性和稳定性．利用FPGA和MSP430单片机控制DMD产生阿达玛变换编码模板,并按照特定的时序完成模板的移动、模拟信号／数字信号（A／D）采样脉冲产生与筛选等工作．利用以该模板为核心部件的阿达玛变换光谱仪进行了性能测试实验,结果表明该仪器性能优良,稳定可靠．     

10 Gbit/s可调谐全光波长转换器的实验研究

基于可调谐激光器和半导体光放大器中的交叉增益调制效应,实现了宽带可调谐全光波长转换器,采用单端耦合半导体光放大器改善波长转换的输出消光比特性.在10Gbit/s可调谐波长转换实验中,转换输出在1528~1563nm范围内可调,在适当条件下,可使在整个调谐范围内输出消光比大于10dB,转换效率大于0dB.该机制的波长转换在向上转换时能够得到较好的眼图,向下转换时眼图效果较差,噪声特性恶化明显.     

波分复用系统光接口主要性能参数的实验研究

概述了波分复用系统 (WDM)光接口各参数的定义和要求 ,对重要具体参数提出测试流程图 .实验结果表明 ,在合适的同步传输速率 (STM )和损耗衰减条件下 ,可以提高和改善WDM系统光接口重要参数的性能     

基于SHMS的润扬悬索桥桥址区强风特性

为了对大桥抗风评估提供可靠依据,润扬悬索桥结构健康监测系统(SHMS)在大桥南塔塔顶和主跨跨中分别安装了风速风向仪.台风"麦莎"突袭江苏时,风速仪记录了经过桥址区的强风样本.经过对实测风速数据的分析,得到了平均风速和风向、风速沿高度变化规律、紊流强度、紊流功率谱密度函数等强风特性.分析结果表明,桥址区实测"麦莎"台风风速沿高度变化规律与规范吻合良好,紊流强度较高;但水平紊流功率谱密度函数与Kaimal谱不太吻合,低频段偏低,高频段偏高.     

GFRP筋抗压力学性能试验研究

设计了GFRP筋抗压试验方案,通过试验研究了不同柔度GFRP筋的抗压力学性能.结果表明:GFRP筋的抗压破坏可以划分为3种,即强度破坏、非弹性失稳破坏和弹性失稳破坏;GFRP筋极限抗压强度小于极限抗拉强度,约为极限抗拉强度的55%;GFRP筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量大.在进行GFRP筋抗压力学性能试验时,为防止局部破坏,试件端部应有良好的约束;为确定极限抗压强度设计曲线,应进行试件柔度对临界应力的影响试验.     

光正交码的码字特性

研究了光正交码的自相关和互相关特性，采用差分矩阵建立计算机模型，优化了算法，并对光正交码的容量进行分析，得出容量与码长、码重和相关系数之间的内在关系．     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

基于光纤延迟线的OCDMA编解码器实验研究

基于光地址码的自相关和互相关特性分析了光纤延迟线光编/解码器的工作原理和光纤延迟线长度选择的依据.在理论分析的基础上采用实际制作的光编码器搭建了两路的OCDMA实验平台,进行实验分析并得到相应的实验结果,表明利用并行光纤延迟线可以成功地实现OCD-MA编解码.     

干拌自密实混凝土力学性能研究及其相关性分析

文章通过试验方法,研究了干拌自密实混凝土的28 d基本力学性能及横向变形系数,获取了大量的干拌自密实混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度及劈裂强度的试验数据;分析了养护龄期和立方体抗压强度、劈裂强度之间的相关性,并提出回归公式。试验结果表明,干拌自密实混凝土早期强度发展较快,28 d轴心抗压强度及劈裂强度均高于普通混凝土。     

动载荷对Zr基非晶合金玻璃化转变及晶化过程影响

采用DMA研究了动态加载条件下Zr62Al8Ni13Cu17大块非晶合金的玻璃化转变和晶化过程，并与无外载荷时相比较，结果表明外加动载荷会缩短晶化孕育期，促进晶化。此外，通过TEM观察加载大小及频率对晶相的影响，发现在一定范围内降低加载频率会导致模量显著下降并促进非晶晶化，加载频率及载荷的大小影响析出晶粒的形状及尺寸。