| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-29页 |
| 1.1 风速和风向的测量 | 第12页 |
| 1.1.1 风速风向测量的意义 | 第12页 |
| 1.1.2 风速风向的测量方法 | 第12页 |
| 1.2 微电子机械系统MEMS | 第12-13页 |
| 1.2.1 MEMS的定义和发展 | 第12-13页 |
| 1.2.2 MEMS的主要特征 | 第13页 |
| 1.3 MEMS热式风速传感器概述 | 第13-26页 |
| 1.3.1 MEMS热式风速传感器的检测方法 | 第14-16页 |
| 1.3.2 MEMS热式风速传感器研究进展 | 第16-24页 |
| 1.3.3 MEMS热式风速传感器的比较 | 第24-26页 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 | 第26-29页 |
| 1.4.1 前期研究基础 | 第26-27页 |
| 1.4.2 主要研究工作 | 第27-29页 |
| 第二章 MEMS热式风速传感器的深槽隔热设计 | 第29-54页 |
| 2.1 MEMS热式风速传感器理论分析 | 第29-37页 |
| 2.1.1 MEMS热式风速传感器工作原理 | 第29-30页 |
| 2.1.2 MEMS热式风速传感器对流换热理论 | 第30-34页 |
| 2.1.3 MEMS热式风速传感器温度场分析 | 第34-37页 |
| 2.2 基于深槽隔热技术的MEMS热式风速传感器结构设计 | 第37-42页 |
| 2.2.1 含有深槽隔热设计的MEMS热式风速传感器的提出 | 第37-38页 |
| 2.2.2 隔热槽形式和尺寸的有限元仿真优化 | 第38-42页 |
| 2.3 基于深槽隔热设计的MEMS热式风速传感器的制备 | 第42-44页 |
| 2.3.1 传感器制备材料的选择 | 第42页 |
| 2.3.2 传感器的制备工艺 | 第42-44页 |
| 2.4 基于深槽隔热设计的MEMS热式风速传感器的封装 | 第44-45页 |
| 2.5 MEMS热式风速传感器测控系统 | 第45-49页 |
| 2.5.1 信号处理电路的设计与实现 | 第45-47页 |
| 2.5.2 软件控制算法的设计与实现 | 第47-48页 |
| 2.5.3 风洞测试平台的搭建 | 第48-49页 |
| 2.6 基于深槽隔热设计的MEMS热式风速传感器的测试与分析 | 第49-53页 |
| 2.6.1 热敏镍电阻的温度特性 | 第49页 |
| 2.6.2 恒电压工作模式下传感器的输出特性 | 第49-51页 |
| 2.6.3 恒温差工作模式下传感器的输出特性 | 第51-53页 |
| 2.7 本章小结 | 第53-54页 |
| 第三章 深槽隔热MEMS热式风速传感器的灵敏度提升 | 第54-65页 |
| 3.1 惠斯通全桥风速传感器结构设计与分析 | 第54-56页 |
| 3.2 惠斯通全桥风速传感器灵敏度改进仿真验证 | 第56-57页 |
| 3.3 惠斯通全桥风速传感器的制备与封装 | 第57页 |
| 3.4 惠斯通全桥风速传感器的测试与分析 | 第57-64页 |
| 3.4.1 热敏镍电阻温度特性 | 第57-58页 |
| 3.4.2 传感器在不同风速下的输出响应 | 第58-60页 |
| 3.4.3 传感器在不同风向下的输出响应 | 第60页 |
| 3.4.4 传感器的测量准确度测试 | 第60-62页 |
| 3.4.5 传感器的重复性测试 | 第62-64页 |
| 3.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第四章 MEMS热式风速传感器测量准确度提升设计 | 第65-77页 |
| 4.1 高测量准确度MEMS热式风速传感器结构设计 | 第65-67页 |
| 4.2 高测量准确度MEMS热式风速传感器仿真验证 | 第67-68页 |
| 4.3 高测量准确度MEMS热式风速传感器的制备 | 第68-69页 |
| 4.4 高测量准确度MEMS热式风速传感器的测试与分析 | 第69-76页 |
| 4.4.1 热敏铂电阻的温度特性测试 | 第69页 |
| 4.4.2 传感器测试系统搭建 | 第69-70页 |
| 4.4.3 风速响应测试 | 第70-71页 |
| 4.4.4 风向响应测试 | 第71-72页 |
| 4.4.5 测量准确度测试 | 第72-76页 |
| 4.5 本章小结 | 第76-77页 |
| 第五章 高性能MEMS热式风速传感器的封装研究 | 第77-99页 |
| 5.1 MEMS热式风速传感器陶瓷薄膜封装方案的提出 | 第77-80页 |
| 5.1.1 MEMS热式风速传感器封装背景 | 第77-78页 |
| 5.1.2 陶瓷薄膜制备技术 | 第78-79页 |
| 5.1.3 MEMS热式风速传感器陶瓷薄膜封装设计 | 第79-80页 |
| 5.2 基于陶瓷薄膜封装的MEMS热式风速传感器性能分析 | 第80-84页 |
| 5.2.1 陶瓷薄膜封装热式风速传感器温度场分析 | 第80-81页 |
| 5.2.2 陶瓷薄膜封装热式风速传感器性能仿真验证 | 第81-84页 |
| 5.3 封装陶瓷薄膜的制备 | 第84-89页 |
| 5.3.1 陶瓷样品密度测试 | 第85-86页 |
| 5.3.2 陶瓷样品热膨胀系数和热导率测试 | 第86-89页 |
| 5.3.3 复合衬底残余应力测试 | 第89页 |
| 5.4 基于陶瓷薄膜封装的MEMS热式风速传感器的制备 | 第89-91页 |
| 5.5 传感器自封装方案的改进 | 第91-95页 |
| 5.5.1 传感器自封装改进方案的提出 | 第91页 |
| 5.5.2 传感器自封装改进方案的有限元仿真验证 | 第91-92页 |
| 5.5.3 传感器自封装改进方案的实施 | 第92-93页 |
| 5.5.4 传感器自封装改进方案的实验验证 | 第93-95页 |
| 5.6 基于陶瓷薄膜封装的MEMS热式风速传感器的测试与分析 | 第95-98页 |
| 5.6.1 热敏镍电阻的温度特性测试 | 第95页 |
| 5.6.2 恒电压模式下陶瓷薄膜风速传感器的风速测量性能 | 第95-96页 |
| 5.6.3 恒电压模式下陶瓷薄膜风速传感器的风速测量性能 | 第96-97页 |
| 5.6.4 陶瓷薄膜风速传感器测量准确度测试 | 第97-98页 |
| 5.7 本章小结 | 第98-99页 |
| 第六章 总结和展望 | 第99-102页 |
| 6.1 工作总结 | 第99-100页 |
| 6.2 工作展望 | 第100-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 参考文献 | 第103-114页 |
| 在学期间学术成果 | 第114-115页 |
