基于平面线圈的微传感器及其制造技术研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-36页 |
| ·微传感器与微执行器 | 第19-21页 |
| ·微系统的发展情况 | 第19-20页 |
| ·微系统的研究热点 | 第20-21页 |
| ·微器件的应用 | 第21-23页 |
| ·主要MEMS 器件的分类 | 第21-22页 |
| ·微器件的驱动原理 | 第22-23页 |
| ·微器件的设计与仿真 | 第23页 |
| ·磁性微元件材料及制备 | 第23-25页 |
| ·传感器材料 | 第23-24页 |
| ·用于微器件的磁性材料 | 第24-25页 |
| ·微加工技术 | 第25-31页 |
| ·腐蚀加工技术与牺牲层技术 | 第26-27页 |
| ·薄膜技术 | 第27页 |
| ·光刻技术、LIGA 与UV-LIGA 技术 | 第27-28页 |
| ·精密电铸与微细电铸技术 | 第28-30页 |
| ·微细电解与微细电火花技术 | 第30页 |
| ·纳米级加工 | 第30-31页 |
| ·基于平面线圈的微执行器与微传感器技术 | 第31-34页 |
| ·微平面线圈的研究现状 | 第31页 |
| ·提高微平面线圈电感性能的方法 | 第31-32页 |
| ·微平面线圈的制造技术 | 第32-33页 |
| ·采用微平面线圈实现的微器件 | 第33-34页 |
| ·课题研究意义与工作安排 | 第34-36页 |
| 第二章 基于平面线圈的微传感/执行器的理论分析 | 第36-60页 |
| ·电磁场的基本理论 | 第37-39页 |
| ·麦克斯韦方程的微积分形式 | 第37页 |
| ·电磁场的物质本构关系 | 第37-38页 |
| ·电磁场的边界条件 | 第38-39页 |
| ·微型平面线圈的磁场计算 | 第39-42页 |
| ·线电流的磁场 | 第39-40页 |
| ·方形平面线圈的空间磁场计算 | 第40-41页 |
| ·圆形螺旋型平面线圈的空间磁场分布 | 第41-42页 |
| ·平面线圈的特性分析 | 第42-45页 |
| ·平面线圈的物理模型 | 第42-44页 |
| ·品质因数 | 第44页 |
| ·平面线圈的电感计算 | 第44-45页 |
| ·平面线圈的有限元仿真 | 第45-50页 |
| ·磁场分布仿真 | 第45-46页 |
| ·线圈特性参数的计算机模拟 | 第46-50页 |
| ·基于微平面线圈的传感器模型 | 第50-58页 |
| ·基本原理 | 第50页 |
| ·磁路模型 | 第50-52页 |
| ·磁路模型的影响因素分析 | 第52-55页 |
| ·等效电路模型 | 第55-56页 |
| ·温度对传感器的影响 | 第56-58页 |
| ·基于微平面线圈的继电器模型 | 第58-59页 |
| ·本章总结 | 第59-60页 |
| 第三章 微平面线圈的光刻-电铸技术研究 | 第60-86页 |
| ·典型 UV-LIGA 工艺 | 第60-65页 |
| ·UV-LIGA 工艺 | 第60-61页 |
| ·SU-8 胶的特性 | 第61页 |
| ·金属基底上基于SU-8 胶的光刻工艺 | 第61-62页 |
| ·大面积微结构阵列的光刻工艺实验研究 | 第62-65页 |
| ·模糊神经网络技术优化光刻工艺 | 第65-69页 |
| ·模糊神经网络模型 | 第66-68页 |
| ·预测结果 | 第68-69页 |
| ·工艺优化总结 | 第69页 |
| ·平面线圈型大面积微结构的显影技术 | 第69-74页 |
| ·显影机理 | 第69页 |
| ·基于图形特征的显影技术研究 | 第69-73页 |
| ·显影工艺讨论 | 第73-74页 |
| ·平面线圈的微细电铸成型 | 第74-85页 |
| ·微细电铸传质的数学模型 | 第74-76页 |
| ·微细电铸电场分布规律 | 第76-79页 |
| ·微细电铸流场分布规律 | 第79-81页 |
| ·工艺条件与方案 | 第81页 |
| ·试验结果 | 第81-83页 |
| ·超声在微细电铸中的作用 | 第83-85页 |
| ·本章总结 | 第85-86页 |
| 第四章 铁芯的电铸工艺与电磁性能研究 | 第86-107页 |
| ·基本原理 | 第86-91页 |
| ·合金电铸 | 第86-88页 |
| ·镍铁合金共沉积的类型 | 第88-90页 |
| ·电铸Ni-Fe 合金的微观结构 | 第90页 |
| ·软磁材料制造的要求 | 第90-91页 |
| ·工艺试验 | 第91-93页 |
| ·试验条件 | 第91-93页 |
| ·试验方法 | 第93页 |
| ·电铸合金成分控制 | 第93-97页 |
| ·影响合金镀层成分的因素 | 第93-95页 |
| ·实验结果 | 第95-97页 |
| ·镍铁异常共沉积的分析 | 第97页 |
| ·合金性能分析 | 第97-105页 |
| ·电沉积合金的晶粒形成 | 第97-99页 |
| ·铸层形貌 | 第99-102页 |
| ·铸层的电磁、机械性能 | 第102-105页 |
| ·铁芯的电铸成型 | 第105-106页 |
| ·本章总结 | 第106-107页 |
| 第五章 基于平面线圈的电涡流传感器测试平台的研制 | 第107-123页 |
| ·传感器检测平台的构建 | 第107-111页 |
| ·检测原理 | 第107-108页 |
| ·机械结构 | 第108-109页 |
| ·控制部分 | 第109-111页 |
| ·控制系统的功能与开发 | 第111-118页 |
| ·信号发生模块 | 第113-115页 |
| ·信号处理 | 第115-118页 |
| ·信号采集与显示 | 第118页 |
| ·系统软件设计 | 第118-122页 |
| ·PIC16F877A 单片机控制系统 | 第118-119页 |
| ·AD 转换、输出显示软件设计 | 第119-120页 |
| ·软件滤波设计 | 第120-121页 |
| ·温度补偿方法 | 第121-122页 |
| ·电路板生成 | 第122页 |
| ·本章总结 | 第122-123页 |
| 第六章 基于微平面线圈的电涡流传感器的研究 | 第123-138页 |
| ·传感器的制作 | 第123-126页 |
| ·平面线圈的电感与品质因数的实验测定 | 第123-125页 |
| ·传感器的装配 | 第125-126页 |
| ·传感器的有限元仿真 | 第126-130页 |
| ·频率与幅值对输出信号的影响 | 第126-128页 |
| ·间隙距离对输出信号的影响 | 第128页 |
| ·不同检测材料对输出信号的影响 | 第128-129页 |
| ·表面缺陷的影响 | 第129页 |
| ·结果分析 | 第129-130页 |
| ·传感器的间隙检测实验 | 第130-134页 |
| ·输入信号的影响 | 第130-132页 |
| ·间隙距离的影响 | 第132页 |
| ·不同材料的影响 | 第132-133页 |
| ·特性曲线拟合 | 第133-134页 |
| ·金属表面缺陷检测 | 第134-137页 |
| ·不同输入信号的检测结果 | 第134-135页 |
| ·不同间隙的检测结果 | 第135-136页 |
| ·结果分析 | 第136-137页 |
| ·本章总结 | 第137-138页 |
| 第七章 结论与展望 | 第138-140页 |
| ·本论文的主要创新点 | 第138-139页 |
| ·对研究工作的展望 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第149页 |
