文档介绍：LOGO 压电式 MEMS 传感器的稳健设计研究学生: 导师: 北方工业大学 O 目录国内外研究现状 2研究内容和研究方案 4 研究背景 31研究目的和意义 33工作进度安排 35预期研究成果 6课题重点难点和创新 37 NCUT O 研究背景 1962 年,第一个硅微型压力传感器的问世。 MEMS 传感器体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势。 MEMS 传感器已得到消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域的青睐。 MEMS 又被称为微机电系统,是在微机械加工技术提高和集成电路制造技术进步的基础上发展起来的新技术。 MEMS 主要由控制电路、供电电源、通信通道、微传感器、微执行器等组成。而 MEMS 传感器是 MEMS 器件的主要组成部分。 NCUT O 研究背景稳健设计( Robust Design )是对产品质量、性能、成本进行综合考虑从而获得高质量、高性能、低成本的现代设计方法。 MEMS 系统传统机械设计理论现代设计方法 PK 不仅是尺度上的微型化,本质上也有着不同。学者提出稳健设计思想应用于 MEMS 器件的设计中传统稳健设计方法,主要有田口方法、响应面法、双响应面法、广义线性模型法等。以工程模型为基础并与优化技术相结合的工程稳健优化设计方法,有容差模型法、灵敏度法、随机模型法等。 NCUT O 国内外研究现状应用如下: 微型加速度计微型压力传感器数字微镜器件(DMD) 喷墨打印机的微喷嘴生物芯片等最近,美国朗讯公司开发的基于 MEMS 光开关的路由器己经试用。近年来国际上 MEMS 的专利数正呈指数规律增长,说明 MEMS 技术全面发展和产业快速起步的阶段己经到来。 MEMS 器件及其稳健设计的研究现状目前对于 MEMS 传感器的稳健设计类的论文,可查阅到的国内外文献较少。采用实验设计( DOE )和响应曲面模型( RSM )方法研制微执行器和硅基微通道热沉利用田口法进行石英晶体微天平和加速度传感器的稳健设计利用容差法对微机械陀螺的稳健设计可用于 MEMS 器件设计的基于目标函数梯度分析的稳健设计方法和基于器件解析模型的稳健设计。 NCUT O 国内外研究现状数字化无源化新型材料高精度和高可靠性智能化网络化等 NCUT MEMS 传感器发展趋势 O 国内外研究现状稳健设计的“三化设计”稳健设计的“三化设计”设计目标优化目标值波动最小化设计约束(可行)稳健化清华大学精仪系研制了一种微型集成自适应加速度测试仪,已成功应用于加速度实验演示系统中。但国内现在生产的一些 MEMS 产品普遍存在精度不高、性能达不到预期效果和质量不够稳定等缺陷。 NCUT O 课题来源国家自然科学基金项目: (编号:51375017) “基于多铁纳米纤维的微传感器的稳健设计理论与方法研究主要研究内容:多铁纳米纤维微传感器的稳健设计理论、工作原理、结构设计、加工工艺及制备 NCUT O 研究目的和意义建模稳健设计理论提高质量及其稳定性丰富和完善 MEMS 设计理论压电式压电式 MEMS MEMS 传感器传感器 NCUT O 研究内容和研究方案压电式 MEMS 压力传感器 BFO 压电陶瓷随机模型和容差模型图 1 纳米纤维结构图 2 压电薄膜结构 NCUT