微机械悬臂梁谐振传感器的关键技术与应用研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.1 流体密度/黏度传感器 | 第15-17页 |
| 1.2.2 电流传感器 | 第17-18页 |
| 1.3 微机械悬臂梁传感器概述 | 第18-19页 |
| 1.4 本文主要研究工作及内容安排 | 第19-21页 |
| 1.4.1 主要研究工作 | 第19-20页 |
| 1.4.2 内容安排 | 第20-21页 |
| 2 微机械悬臂梁的理论及其优化设计 | 第21-44页 |
| 2.1 微机械悬臂梁的挠度 | 第21-23页 |
| 2.2 微机械悬臂梁的谐振频率 | 第23-24页 |
| 2.2.1 弯曲模态 | 第23-24页 |
| 2.2.2 扭转模态 | 第24页 |
| 2.2.3 横向模态 | 第24页 |
| 2.2.4 纵向模态 | 第24页 |
| 2.3 微机械悬臂梁的品质因子 | 第24-25页 |
| 2.4 微机械悬臂梁优化设计 | 第25-43页 |
| 2.4.1 生化领域检测用微悬臂梁 | 第25-35页 |
| 2.4.2 流体密度/黏度测量用微悬臂梁 | 第35-43页 |
| 2.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 3 微机械悬臂梁谐振传感器的设计 | 第44-55页 |
| 3.1 微机械悬臂梁传感器的结构设计 | 第44-45页 |
| 3.2 微机械悬臂梁传感器的结构仿真 | 第45-50页 |
| 3.2.1 模态分析 | 第45-48页 |
| 3.2.2 流固耦合分析 | 第48-50页 |
| 3.3 微机械悬臂梁传感器的激励方式设计 | 第50-51页 |
| 3.4 微机械悬臂梁传感器的拾振方式设计 | 第51-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 4 微机械悬臂梁谐振传感器的加工工艺研究 | 第55-63页 |
| 4.1 微机械悬臂梁传感器的工艺规则 | 第55页 |
| 4.2 微机械悬臂梁传感器的版图设计 | 第55-58页 |
| 4.3 微机械悬臂梁传感器的工艺流程 | 第58-60页 |
| 4.4 微机械悬臂梁传感器的封装工艺 | 第60-62页 |
| 4.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 5 微机械悬臂梁谐振传感器的实验研究 | 第63-81页 |
| 5.1 微机械悬臂梁传感器的实验系统 | 第63-68页 |
| 5.1.1 实验装置 | 第64-65页 |
| 5.1.2 数据采集系统 | 第65-68页 |
| 5.1.3 恒温槽及温度测量 | 第68页 |
| 5.2 微机械悬臂梁传感器的等效电路模型 | 第68-70页 |
| 5.2.1 弯曲模态 | 第69页 |
| 5.2.2 扭转模态 | 第69-70页 |
| 5.2.3 横向模态 | 第70页 |
| 5.2.4 纵向模态 | 第70页 |
| 5.3 微机械悬臂梁传感器的性能测试研究 | 第70-79页 |
| 5.3.1 实验时间 | 第72页 |
| 5.3.2 线圈激励电压 | 第72-74页 |
| 5.3.3 惠斯通电桥的供电电流 | 第74-75页 |
| 5.3.4 扫频点的激励时间 | 第75-76页 |
| 5.3.5 锁相放大器的时间常数 | 第76-78页 |
| 5.3.6 锁相放大器的灵敏度 | 第78-79页 |
| 5.3.7 扫频方式 | 第79页 |
| 5.4 微机械悬臂梁传感器的频率调谐 | 第79-80页 |
| 5.5 本章小结 | 第80-81页 |
| 6 微机械悬臂梁谐振传感器的应用研究 | 第81-107页 |
| 6.1 流体密度/黏度测量 | 第81-101页 |
| 6.1.1 工作方程 | 第81-82页 |
| 6.1.2 实验方法 | 第82-83页 |
| 6.1.3 一阶弯曲模态实验 | 第83-86页 |
| 6.1.4 一阶扭转模态实验 | 第86-88页 |
| 6.1.5 二阶扭转模态实验 | 第88-90页 |
| 6.1.6 梯形微机械悬臂梁实验 | 第90-96页 |
| 6.1.7 三角形微机械悬臂梁实验 | 第96-100页 |
| 6.1.8 实验结果讨论 | 第100-101页 |
| 6.2 电流测量 | 第101-105页 |
| 6.2.1 工作方程 | 第101页 |
| 6.2.2 实验方法 | 第101-102页 |
| 6.2.3 一阶弯曲模态实验 | 第102页 |
| 6.2.4 一阶扭转模态实验 | 第102-103页 |
| 6.2.5 二阶扭转模态实验 | 第103页 |
| 6.2.6 实验结果讨论 | 第103-105页 |
| 6.3 本章小结 | 第105-107页 |
| 7 结论与展望 | 第107-110页 |
| 7.1 本论文主要工作及结论 | 第107-108页 |
| 7.2 本文主要贡献 | 第108-109页 |
| 7.3 进一步研究方向 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-119页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第119-123页 |
