收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

AlN基MEMS风速风向集成传感器的设计

刘佳佳  
【摘要】:气象问题一直是人们所关注的重要问题,气象参数主要包括气温,气压,湿度,水汽通量,风向风速等,其中风速风向是气象资料中至关重要的部分,风速风向的测量在环境监测、气象预报和控制等方面都有着广泛的应用。随着MEMS技术迅速发展,热流量风速风向传感器也随之有了新的突破和发展。热流量传感器体积小、成本低,具有很多传统流体测量装置不具备的优点,已经成为目前流体测量的发展方向之一。 本文采用MEMS技术设计和制作了一种基于AlN基热隔离四阵列热流量风速风向传感器。本文研究的主要内容有: 1.在厚度为0.2mm的AlN基片上通过光刻工艺和激光微加工工艺实现二维微结构风速风向传感器制备。传感器由中间加热器、四个温度探测器和一个温度传感器组成,四个温度探测器之间通过激光微加工刻蚀8个热隔离通孔减少热传导损失,提高有效热流量交换。 2.通过对AlN基热隔离四阵列热流量风速风向传感器的ANSYS仿真及性能测试,验证了设计的合理性及工艺的可行性。分析得出采用热隔离可有效提高四个探测器的灵敏度,降低加热电极的功耗和热传导损失,减小了传感器设计尺寸,提高了设计的集成度。 3.为使传感器输出电阻变化成为更加易于测量的电信号,设计了信号变送电路,并对电路进行调试,完成了传感器的性能指标测试及标定。 4.对系统测量的风速、风向进行误差分析与处理。进一步验证传感器设计的合理性以及工艺的可行性。 所设计的传感器具有体积小、功耗低、便于集成等特点,可应用于各种便携式流量计及复杂环境气体流量检测仪。传感器测试结果表明:最大角度差为5°,速度误差小于0.5米/秒。功耗为120mW,响应时间小于10s。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 石云波,刘俊,张文栋;MEMS中的封装技术研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 黄子伦;控制MEMS封装成本的圆片规模封装[J];电子与封装;2003年06期
3 焦正,吴明红;日本基于MEMS传感器的研究进展[J];传感器世界;2004年01期
4 金铃;MEMS技术研究及应用[J];现代雷达;2004年12期
5 孟宝文;王全收;;System Four数字传感器工作与测试原理分析[J];物探装备;2007年S1期
6 张骅;沈广平;吴剑;秦明;;一种MEMS热风速计的系统级封装[J];传感技术学报;2008年04期
7 李志坚;微电子机械系统(MEMS)发展展望[J];电子商务;1997年01期
8 邵雯雯,惠春,徐爱兰;BST-MEMS移相器开关[J];电子元件与材料;2004年10期
9 赵继德,李应良,马传龙;共面波导结构MEMS滤波器的设计[J];电子元件与材料;2005年02期
10 吴群,傅佳辉;MEMS射频与微波应用技术新进展[J];电子器件;2001年04期
11 俞武嘉,李建华,傅建中,陈子辰;面向MEMS的CAD显示设计研究[J];机电工程;2001年05期
12 卿健,石艳玲,赖宗声,朱自强;MEMS移相器及其在微型通信系统中的应用[J];微电子学;2002年04期
13 方舟 ,严寒;微电机械系统MEMS[J];光机电信息;2001年01期
14 鞠挥;迅速进入光开关市场的MEMS[J];光机电信息;2001年06期
15 John C.Dvorak;趣闻轶事[J];个人电脑;2003年02期
16 杨拥军,梁春广;MEMS光开关技术进展[J];世界产品与技术;2003年06期
17 郭方敏,朱守正,魏华征,郑莹,朱荣锦,忻佩胜,朱自强,赖宗声,杨根庆,陆卫;相位连续可调毫米波MEMS移相器的研制[J];华东师范大学学报(自然科学版);2004年01期
18 于婷,周兆英,宋宇宁;基于微转换器的MEMS传感器研究平台[J];仪器仪表学报;2004年S1期
19 方绪文,唐洁影,黄庆安;微加工悬臂梁在横向冲击下的响应分析[J];半导体学报;2005年02期
20 廖勇明,董立军,韩敬东,陈大鹏,叶甜春;用SiH_2Cl_2沉积MEMS中的多晶硅薄膜研究[J];电子工业专用设备;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈述官;黄军辉;;MEMS传感器在汽车电子上的应用研究与展望[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
2 路志刚;;传感器在汽车工业中的应用与开发[A];第一届长三角地区传感技术学术交流会论文集[C];2004年
3 陈新隽;刘晓平;戴若犁;刘昊扬;;多MEMS传感器的嵌入式姿态测量系统设计[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
4 梁杰;李中华;;MEMS的微管道流动特征数值模拟研究[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
5 于华男;张勇;马小艳;;制导弹药用MEMS惯性导航系统发展与关键技术综述[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
6 张玉祥;李华成;马柳艺;;基于MEMS器件的交互笔运动跟踪研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
7 胡星星;滕云田;;基于MEMS传感器的小型智能化强震仪[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
8 李建飞;薛兵;张俊峰;朱小毅;王晓蕾;;应用于MEMS加速度计的小型恒温系统的实现[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
9 张文明;孟光;;MEMS旋转机械微转子结构的材料选用研究[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
10 赵兴海;杜亦佳;郑英彬;陈颖慧;高杨;鲍景富;苏伟;;D波段MEMS波导滤波器研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董良;MEMS集成室温红外探测器研究[D];清华大学;2004年
2 杨海波;多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究[D];天津大学;2010年
3 张正元;射频微机械开关与放大器关键技术研究[D];重庆大学;2004年
4 王春田;MEMS数字检波器采集系统技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 杜广涛;新型MEMS磁敏传感器的研究[D];西南交通大学;2011年
6 王鹏;基于MEMS矢量水听器阵列的声目标定向定位技术研究[D];中北大学;2013年
7 王佩红;基于MEMS技术的微型电磁式振动能量采集器的研究[D];上海交通大学;2010年
8 肖功利;MEMS金属/电介质光子晶体的强透射特性研究[D];复旦大学;2009年
9 李庄;用于高场不对称波形离子迁移谱仪的MEMS振簧式静电计研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 吕良;MEMS汽车传感器设计关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘佳佳;AlN基MEMS风速风向集成传感器的设计[D];哈尔滨理工大学;2013年
2 宿智娟;MEMS宽带毫米波天线阵列研究[D];上海交通大学;2010年
3 付宇辉;基于MEMS航位推算系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 曾昊骋;MEMS开关与频率可重构天线的研究与设计[D];电子科技大学;2010年
5 华晨辉;MEMS超声分离器的二维简正模式的研究及实验分析[D];电子科技大学;2010年
6 赵明锐;基于MEMS硅基底L波段微带天线的研究与设计[D];电子科技大学;2010年
7 孟丽娜;基于MEMS的微驱动器研制及其特性研究[D];黑龙江大学;2005年
8 苑海静;船用MEMS航姿测量系统算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 牛凯;4×4MEMS光开关阵列的设计与实验研究[D];清华大学;2004年
10 韩新春;风帆助力船舶风速风向的检测方法研究[D];大连海事大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;测试会议聚焦MEMS[N];计算机世界;2003年
2 ;欧洲的MEMS工业[N];中国电子报;2002年
3 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 焦继伟;MEMS满足未来移动通信需要[N];中国电子报;2004年
4 易人;MEMS:小角色的大未来[N];计算机世界;2003年
5 ;Intel悄然推出手机MEMS模块[N];计算机世界;2004年
6 刘恕;微机电系统:从能看到能用[N];科技日报;2005年
7 本报记者 徐勐 通讯员 苏媛;国家高新区MEMS研究院落户淄博[N];淄博日报;2010年
8 ;传感器热衷于MEMS市场将加速整合[N];电子报;2008年
9 本报记者 许泳;MEMS:越感知越火热[N];计算机世界;2010年
10 记者 卫新华;我市全面启动MEMS研发和产业化工作[N];重庆日报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978