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MEMS电容应变传感器

仪器仪表学报 2008年第3期29卷 629-632页

作者：冯勇建厦门大学机电系厦门631005

本文详细介绍了一种用硅玻璃键合工艺制作的微型梁式电容应变传感器,通过ANSYS软件并结合MEMS器件的特点进行优化,设计并制作了由MEMS工艺实现的微型梁式电容应变传感器。为保证应变器件稳定工作,在测量电路中加一直流静电驱动电压在电... 详细信息

本文详细介绍了一种用硅玻璃键合工艺制作的微型梁式电容应变传感器,通过ANSYS软件并结合MEMS器件的特点进行优化,设计并制作了由MEMS工艺实现的微型梁式电容应变传感器。为保证应变器件稳定工作,在测量电路中加一直流静电驱动电压在电容器的极板之间,以保证建立的电场在两极之间产生一个静电力,引起膜片发生向下形变的弯曲,从而保证作用在轴向的应力不会使应变梁产生失稳。文中详细给出了工艺流程和测试结果,通过实验测试证明,用这种方法制作的电容应变器件具有良好的线性、较小的滞后和稳定的工作特性,其中应变灵敏度达10fF/MPa,测量误差小于1%FS。

关键词：可变电容 MEMS 应变传感器

基于遗传神经网络的真空绝热板导热系数测量方法研究

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真空科学与技术学报 2015年第4期35卷 405-411页

作者：黄俊冯勇建厦门大学机电工程系厦门361005

传统采用大平板热保护法测量真空绝热板(VIP)导热系数,该方法测量精度高,但检测速度慢。国外HC-120 VIP快速检测仪大大提高了检测速度,但价格昂贵。针对以上问题,本文提出了基于埋入式热流计法快速高精度测量VIP导热系数的方法。通过理... 详细信息

传统采用大平板热保护法测量真空绝热板(VIP)导热系数,该方法测量精度高,但检测速度慢。国外HC-120 VIP快速检测仪大大提高了检测速度,但价格昂贵。针对以上问题,本文提出了基于埋入式热流计法快速高精度测量VIP导热系数的方法。通过理论分析和仿真分析,证明了测量原理的可行性。在测量模型的标定中,针对VIP导热系数与频率变化特征值之间的非线性问题,巧妙结合遗传算法和BP神经网络,从而进行非线性补偿,使测量精度优于1%。与传统基于最小二乘法进行非线性补偿的方法相比,遗传神经网络具有误差小、精度高和全局寻优能力等优点。实际应用表明,本文提出的测量方法满足了高精度、低成本的测量要求,具有广泛推广的应用价值。

关键词：真空绝热板导热系数快速测量 ANSYS MATLAB 遗传神经网络

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真空绝热板导热系数快速测量方法的研究

真空科学与技术学报 2014年第11期34卷 1164-1168页

作者：黄俊冯勇建厦门大学机电工程系厦门361005

以传统的大平板热保护法测量绝热材料为理论基础,提出基于埋入式热流计法快速测量真空绝热板导热系数的方案。通过有限元分析软件ANSYS仿真分析,证明了该测量原理的可行性。通过硬件电路设计和相关测量方法,实现了真空绝热板导热系数的... 详细信息

以传统的大平板热保护法测量绝热材料为理论基础,提出基于埋入式热流计法快速测量真空绝热板导热系数的方案。通过有限元分析软件ANSYS仿真分析,证明了该测量原理的可行性。通过硬件电路设计和相关测量方法,实现了真空绝热板导热系数的快速测量。实验结果表明,该检测方案具有操作简便、检测速度快、测量精度高、成本低廉等优点,可广泛应用于工业测量领域。

关键词：真空绝热板导热系数快速测量 ANSYS

基于思维进化神经网络的真空绝热板真空度测量精度改进方法研究

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真空科学与技术学报 2015年第5期35卷 528-532页

作者：黄俊冯勇建厦门大学机电工程系厦门361005

以基于红外热成像机理测量真空绝热板(VIP)的真空度为研究对象。鉴于目前此方案测量真空度存在精度低的问题,本文提出一种基于BP神经网络的真空度测量精度改进方法。针对BP神经网络存在易陷入局部最优、收敛速度慢等缺陷,本文巧妙利用... 详细信息

以基于红外热成像机理测量真空绝热板(VIP)的真空度为研究对象。鉴于目前此方案测量真空度存在精度低的问题,本文提出一种基于BP神经网络的真空度测量精度改进方法。针对BP神经网络存在易陷入局部最优、收敛速度慢等缺陷,本文巧妙利用思维进化算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,从而弥补以上缺陷。最终实验结果表明,利用思维进化算法优化BP神经网络创建的数学模型大大提高了真空绝热板真空度的测量精度,其实际测量精度优于2%。因此,本文所提方法具有广泛推广的应用价值。

关键词：真空绝热板真空度 MATLAB BP神经网络思维进化算法

用于义齿压力分布式测量的光纤MEMS压力传感器

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光电子．激光 2012年第12期23卷 2261-2266页

作者：郑志霞黄元庆冯勇建莆田学院电子信息工程系福建莆田351100 厦门大学机电工程系福建厦门361005

根据Fabry-Prot(F-P)腔的干涉原理,采用微机电系统(MEMS)工艺,研制出一种用于义齿压力检测的F-P腔光纤微型压力传感器。传感器膜片厚为6μm,膜片边长为100μm。在与义齿基托相同材料的树脂底基上,挖边长为1.2mm、深度为0.8mm平整的方形... 详细信息

根据Fabry-Prot(F-P)腔的干涉原理,采用微机电系统(MEMS)工艺,研制出一种用于义齿压力检测的F-P腔光纤微型压力传感器。传感器膜片厚为6μm,膜片边长为100μm。在与义齿基托相同材料的树脂底基上,挖边长为1.2mm、深度为0.8mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制的施加压力的装置对传感器加压测试。用双波长方法解调干涉信号,用阵列波导光栅(AWG)复用传感器,从而实现对口腔义齿下方组织压力的分布式测量。测量结果表明,当义齿加载0～0.6MPa压力时,系统的相对反射率比值/压力可达0.020 1/MPa,测量结果具有良好的线性度,测量系统的复用能力强,且复用传感器之间没有串扰,适用于义齿对口腔下方组织压力的分布式测量。

关键词：义齿压力测量微机电系统(MEMS) Fabry-Perot(F—P)腔光纤压力传感器复用阵列波导光栅(AWG)

新型MEMS电容薄膜真空计设计与仿真数据分析

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仪表技术与传感器 2023年第12期 117-121页

作者：黄麒麟许马会单文桃冯勇建江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001 厦门大学航空航天学院福建厦门316005

为解决MEMS电容薄膜真空计的小量程与高灵敏度相矛盾的问题,基于MEMS技术,设计了一种新型结构的薄膜真空计,能够感应到微小的压强变化,实现0.001~1 Pa范围的真空度测量。在一定范围的真空度都具有测量的可行性,基于MEMS技术的电容薄膜... 详细信息

为解决MEMS电容薄膜真空计的小量程与高灵敏度相矛盾的问题,基于MEMS技术,设计了一种新型结构的薄膜真空计,能够感应到微小的压强变化,实现0.001~1 Pa范围的真空度测量。在一定范围的真空度都具有测量的可行性,基于MEMS技术的电容薄膜真空计而言,新型薄膜真空计才能够体现出线性度强、变化率大的优势。文中主要针对薄膜真空计不同参数进行了讨论,通过有限元仿真分析,模拟出在压力作用下的变化趋势,并对器件的尺寸和参数进行了优化设计,实验验证了设计的薄膜真空计在0.001~1 Pa范围内有良好的测量效果。

关键词：有限元 MEMS 电容式薄膜真空计梁结构小量程

改进极限学习机的真空绝热板导热系数测量方法

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哈尔滨工业大学学报 2020年第3期52卷 195-200页

作者：夏荣菲陈宜飞冯勇建厦门大学航空航天学院

针对目前真空绝热板导热系数测量时间较长、成本昂贵等问题,提出一种埋入热流计快速测量真空绝热板(VIP)导热系数的方法.首先应用ANSYS仿真证明了测量原理的可行性,建立了VIP导热系数测量系统,以获取内部压力不同VIP的输出信号频率变化... 详细信息

针对目前真空绝热板导热系数测量时间较长、成本昂贵等问题,提出一种埋入热流计快速测量真空绝热板(VIP)导热系数的方法.首先应用ANSYS仿真证明了测量原理的可行性,建立了VIP导热系数测量系统,以获取内部压力不同VIP的输出信号频率变化值.然后,通过埋入真空绝热板内传感器因温度变化引起的输出信号频率变化与导热系数之间的关系,对真空绝热板的质量和寿命作出评价.最后,利用基于岭回归方法改进了极限学习机的模型(RRELM),提高了极限学习机(ELM)的泛化能力.实验结果表明:埋入热流计法可以实现VIP导热系数的快速测量,且与传统极限学习机相比,提出的RRELM模型通过修正导热系数与输出信号频率变化之间的关系,具有更高的测量精度.

关键词：真空绝热板导热系数热流计法极限学习机岭回归测量方法

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基于跳频通信的带通滤波器

传感技术学报 2007年第6期20卷 1303-1306页

作者：严琴冯勇建厦门大学机电系福建厦门361005

在无线通信中使用跳频技术是军事通信中最主要的抗干扰手段之一,而如果系统中使用合适的中心频率可以快速跟踪跳频变化的带通滤波器将可以明显改善系统的抗干扰性能.介绍了一种用硅玻璃键合工艺制作的微型梁式可变电容器,设计并制作了由... 详细信息

在无线通信中使用跳频技术是军事通信中最主要的抗干扰手段之一,而如果系统中使用合适的中心频率可以快速跟踪跳频变化的带通滤波器将可以明显改善系统的抗干扰性能.介绍了一种用硅玻璃键合工艺制作的微型梁式可变电容器,设计并制作了由MEMS工艺实现的微型的静电驱动的可变电容器件,用这种方法制作的电容器件具有良好的线性、较小的滞后和稳定的工作特性.设计了可用于15～50kHz跳频应用的带通滤波器,可达到连续选频的目的.

关键词：跳频连续选频带通滤波器可变电容器

用于Sigma-Delta调制器的开关电容积分器的设计

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中国机械工程 2005年第z1期16卷 238-240页

作者：徐肯王绍清冯勇建厦门大学厦门261005 厦门大学厦门261005 厦门大学厦门261005

在介绍了一种基于开关电容原理的Sigma-Delta调制器基本原理的基础上,着重对开关电容积分器在实际设计中遇到的细节问题进行了详细的分析.研究了寄生电容、MOS开关的导通电阻和电荷注入问题、时钟馈通和采样尖峰及放大器特性对积分器的... 详细信息

在介绍了一种基于开关电容原理的Sigma-Delta调制器基本原理的基础上,着重对开关电容积分器在实际设计中遇到的细节问题进行了详细的分析.研究了寄生电容、MOS开关的导通电阻和电荷注入问题、时钟馈通和采样尖峰及放大器特性对积分器的影响等.提出了解决方法和选用合理的参数设计出全差动的开关电容积分器,并给出SPICE的0.5μm的CMOS工艺的仿真结果.

关键词： Sigma-Delta ADC 开关电容积分器电荷注入时钟馈通