新型微納傳感器技術(shù)

第1章傳感器的基本概念 11.1傳感器的定義 11.2傳感器的組成 11.3傳感器的分類(lèi) 21.4傳感器的地位與作用 21.5傳感器的發(fā)展動(dòng)向 3第2章傳感器的特性 52.1傳感器的靜態(tài)特性 52.1.1測(cè)量范圍、量程和滿量程輸出 52.1.2分辨力、閾值和靈敏度 62.1.3遲滯 72.1.4重復(fù)性 82.1.5線性度 92.1.6零漂與溫漂 132.1.7總精度 142.2傳感器的動(dòng)態(tài)特性 182.2.1傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的基本特點(diǎn) 182.2.2傳遞函數(shù)與頻響特性 202.2.3一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 232.2.4二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 262.2.5高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 312.2.6傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的指標(biāo) 312.2.7實(shí)驗(yàn)確定傳遞函數(shù)的方法 33第3章MEMS壓阻式傳感器 383.1概述 383.2壓阻效應(yīng) 403.2.1壓阻效應(yīng)的定義與特點(diǎn) 403.2.2晶面與晶向 413.2.3壓阻系數(shù) 423.3壓阻式壓力傳感器 483.3.1平膜結(jié)構(gòu)的力敏電阻電橋設(shè)計(jì) 483.3.2梁-島膜結(jié)構(gòu)的力敏電阻電橋設(shè)計(jì) 563.4MEMS壓阻式微加速度計(jì) 623.4.1硅微加速度計(jì)概述 623.4.2MEMS壓阻式加速度計(jì)測(cè)量原理 623.4.3復(fù)合多梁MEMS壓阻式加速度計(jì) 643.4.4孔縫結(jié)構(gòu)MEMS壓阻式加速度計(jì) 673.4.5高g值MEMS加速度計(jì) 69參考文獻(xiàn) 72第4章高溫壓力傳感器 744.1耐高溫壓力傳感器的應(yīng)用需求和主要技術(shù)方法 744.1.1耐高溫壓力傳感器的應(yīng)用需求 744.1.2耐高溫壓力傳感器主要技術(shù)方法 754.2SOI高溫壓力傳感器 784.2.1SOI壓阻傳感器的耐高溫工作原理 784.2.2合理?yè)诫s濃度的設(shè)計(jì) 794.2.3SOI耐高溫敏感元件的制作工藝 814.3耐高溫壓力傳感器的典型封裝形式 844.3.1絕壓與表壓的芯片級(jí)封裝 844.3.2齊平膜高頻響結(jié)構(gòu)——倒杯式和C型杯式 854.3.3高可靠性充油封裝 854.3.4微型化無(wú)引線封裝 864.4SiC耐高溫壓力傳感器敏感元件研制 874.4.1SiC材料特性 874.4.24H-SiC高溫壓力傳感器芯片設(shè)計(jì) 894.4.34H-SiC高溫壓力傳感器芯片制備 91參考文獻(xiàn) 94第5章MEMS振梁式諧振傳感器 965.1諧振式傳感器概述 965.1.1概述 965.1.2諧振現(xiàn)象與傳感器 975.1.3特征和優(yōu)勢(shì) 985.2諧振式傳感器的敏感機(jī)理及信號(hào)檢測(cè)方式 995.2.1諧振敏感元件 995.2.2敏感機(jī)理 1005.2.3信號(hào)檢測(cè)方式 1055.3典型的振梁式諧振加速度傳感器結(jié)構(gòu)及其工作原理 1065.3.1硅振梁式諧振加速度傳感器 1065.3.2石英振梁式諧振加速度傳感器 1105.4典型的振梁式諧振壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其工作原理 1175.4.1硅振梁式諧振壓力傳感器 1175.4.2石英振梁式諧振壓力傳感器 121參考文獻(xiàn) 122第6章MEMS陀螺技術(shù) 1246.1微機(jī)械陀螺的原理、分類(lèi)與性能 1256.1.1科里奧利效應(yīng) 1256.1.2微機(jī)械陀螺的分類(lèi) 1266.1.3微機(jī)械陀螺的性能指標(biāo) 1276.2振梁式硅MEMS陀螺分析 1296.2.1音叉式硅微機(jī)械陀螺 1296.2.2振動(dòng)輪式硅微機(jī)械陀螺 1306.3石英音叉微機(jī)械陀螺 1316.3.1石英音叉陀螺的工作原理 1316.3.2驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)原理 1336.3.3驅(qū)動(dòng)穩(wěn)幅穩(wěn)頻振動(dòng)控制技術(shù) 1346.3.4角速度（電荷）檢測(cè)技術(shù) 1396.3.5幾種典型的石英音叉陀螺 139參考文獻(xiàn) 141第7章智能加工切削力傳感器 1437.1切削力概述 1437.1.1切削力的來(lái)源 1437.1.2切削力測(cè)量的重要性 1447.2切削力傳感器的研究與發(fā)展 1447.2.1切削力傳感器研究早期探索階段 1447.2.2切削力傳感器快速發(fā)展階段 1457.2.3切削力傳感器商業(yè)化階段 1477.2.4智能刀具切削力傳感器 1487.3集成化三維車(chē)削力傳感器設(shè)計(jì)制造與測(cè)試 1507.3.1傳感器設(shè)計(jì)原理與方法 1507.3.2傳感器制造與封裝技術(shù) 1577.3.3傳感器性能測(cè)試與分析 160參考文獻(xiàn) 164第8章基于非晶碳薄膜壓阻效應(yīng)的新型壓力傳感器 1668.1非晶碳膜壓阻材料基礎(chǔ) 1668.1.1非晶碳膜材料表征 1668.1.2非晶碳膜制備工藝研究 1688.1.3非晶碳膜性能研究 1708.2非晶碳膜的MEMS壓阻式微壓力傳感器設(shè)計(jì)及加工 1738.2.1非晶碳膜微壓力傳感器設(shè)計(jì) 1738.2.2傳感器芯片的封裝方案設(shè)計(jì) 1758.3基于非晶碳膜的MEMS壓阻式微壓力傳感器性能測(cè)試 1768.3.1靜態(tài)性能測(cè)試 1768.3.2時(shí)間/溫度漂移測(cè)試 177參考文獻(xiàn) 177第9章MEMS微爆轟測(cè)試傳感器 1799.1爆壓測(cè)試方法 1799.1.1動(dòng)量守恒法 1809.1.2阻抗匹配法 1819.2MEMS微爆轟壓力傳感器 1889.2.1爆壓測(cè)試方法分析 1889.2.2MEMS微爆轟壓力傳感器設(shè)計(jì) 1899.2.3傳感器動(dòng)態(tài)標(biāo)定 1909.2.4微爆轟實(shí)驗(yàn)測(cè)試 1919.3爆速測(cè)試方法 1939.3.1離散法 1939.3.2連續(xù)法 1959.4MEMS微爆轟速度傳感器 1969.4.1爆速測(cè)試方法分析 1979.4.2MEMS微爆轟速度傳感器設(shè)計(jì) 1979.4.3MEMS微爆轟速度傳感器實(shí)驗(yàn)測(cè)試 1989.4.4爆速測(cè)試數(shù)據(jù)處理 199參考文獻(xiàn) 200第10章大輸出位移電熱微執(zhí)行器 20210.1微執(zhí)行器概述 20210.1.1微執(zhí)行器基本概念 20210.1.2微執(zhí)行器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20310.2大輸出位移電熱微執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20710.2.1電熱微執(zhí)行器類(lèi)型 20710.2.2電熱微執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)原理 20810.2.3位移放大機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21810.3大輸出位移電熱微執(zhí)行器的應(yīng)用 22110.3.1基于三角放大機(jī)構(gòu)的電熱執(zhí)行器 22110.3.2基于柔性杠桿放大機(jī)構(gòu)的電熱執(zhí)行器 22210.3.3基于微彈簧放大機(jī)構(gòu)的電熱執(zhí)行器 224參考文獻(xiàn) 226第11章超高溫傳感技術(shù) 22811.1引言 22811.2薄膜熱電偶測(cè)溫技術(shù) 22811.2.1金屬型薄膜熱電偶測(cè)溫技術(shù) 22811.2.2氧化物型薄膜熱電偶測(cè)溫技術(shù) 23511.2.3大曲率渦輪葉片薄膜溫度傳感研究 238參考文獻(xiàn) 243