国家高技术研究发展计划(2007AA04Z347)
- 作品数：7 被引量：36H指数：4
- 相关作者：马炳和苑伟政邓进军赵建国薛亮更多>>
- 相关机构：西北工业大学空军工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程电子电信航空宇航科学技术更多>>
- 基于状态约束的MIMU/磁强计组合姿态估计滤波算法被引量：12
- 2009年
- 构建了基于MEMS技术的陀螺、加速度计、磁强计及空速计组合的微小型飞行器姿态测量系统。研究了基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法。取姿态误差四元数和陀螺随机漂移构建状态向量,通过误差四元数微分方程和陀螺随机误差模型建立卡尔曼滤波状态方程,采用速度信息实时补偿加速度计输出值得到重力矢量,利用重力矢量估计水平姿态,通过滤波补偿姿态误差,降低了对陀螺的精度要求。将状态向量之间的约束方程作为伪量测方程引入到量测模型中,解决了由于状态向量相互约束导致的滤波发散和奇异。动态飞行滤波噪声的自适应调整增强了系统性能。仿真和实验表明,该滤波算法能够有效避免系统的漂移,提高系统测量精度和稳定性。
- 薛亮姜澄宇常洪龙袁广民苑伟政
- 关键词：微小型飞行器扩展卡尔曼滤波器随机漂移
- 工艺偏差对压阻式硅微压力传感器性能的影响被引量：1
- 2010年
- 工艺实践表明,采用体硅湿法刻蚀工艺加工压阻式微型压力传感器时,敏感膜片会存在厚度偏差,电阻条偏离应力最大区域导致位置偏差,电阻条偏离期望的[110]晶向造成角向偏差。结合工艺实验并借助有限元法分析了上述几种主要工艺偏差对灵敏度、线性度等性能的影响。研究表明,2μm的厚度偏差会使灵敏度下降大约10%,线性度会明显下降;位置偏差会使敏感元件偏离应力最大区域而降低灵敏度;5°的电阻条角向偏差会使灵敏度下降大约3%。相关研究可为最大程度减小工艺偏差的影响提供参考依据。
- 冯立杰马炳和马志波朱延波
- 关键词：灵敏度线性度有限元法
- 用于壁面剪应力测量的柔性热敏传感器阵列被引量：7
- 2009年
- 阐述了壁面剪应力测量原理及其需求。以Ni为热敏材料、聚酰亚胺为衬底,采用MEMS微加工工艺制作了一种用于近壁传热及流动参数分布测量的全柔性热敏传感器阵列。该传感器阵列的尺寸微小、集成度高、柔性可弯,可用于弯曲壁面剪应力大小与分布测量。针对柔性热敏传感器阵列电阻温度系数太小的问题,本文采用了合适的Ar压强和在溅射过程中衬底加温以及真空退火等办法提高了电阻温度系数,同时考虑并解决了热敏电阻与衬底间的粘附性问题。实验结果表明,在5～80℃,柔性热敏传感器阵列的电阻温度系数可高达4.64×10-3/℃,并且具有良好的线性。
- 赵建国马炳和邓进军
- 关键词：聚酰亚胺电阻温度系数镍
- 基于结构组件库的MEMS概念设计方法被引量：1
- 2010年
- 提出了一种基于结构组件库的MEMS概念设计方法。给出了结构组件的表征形式,探讨了基于功能分解的结构组件模型获取方法,借以形成支持概念设计的结构组件模型库。阐明了MEMS概念设计时如何通过行为匹配自动检索出相关组件及其行为链组合、通过对行为链组合进行功能结构细化获得备选的器件方案。结合航空及空气动力学领域急需的MEMS微型剪应力传感器实例对该概念设计方法进行了阐述。研究表明,该方法对于提高MEMS概念设计效率及方案创新能力、促进MEMS概念设计工具化有积极作用。
- 马炳和王辉苑伟政
- 全柔性热膜微传感器阵列制造工艺及性能优化被引量：9
- 2009年
- 为了测量飞机、流体管腔等气动面上的温度、剪应力等流场参数分布,以镍作为热敏材料,利用MEMS微加工技术在聚酰亚胺衬底上制作出了一种全柔性的热膜微传感器阵列。该传感器阵列的整体厚度薄(100μm以内)、软性可弯,可以紧贴曲型壁面从边界层底部实现非破坏性的动态流场参数测量。设计了器件阵列结构,研发了基于溅射成型与退火热处理的微加工工艺。结合工艺与测试实验,系统地分析了氩气压强、衬底温度、溅射功率、退火温度等工艺参数对电阻温度系数的影响规律。为了获得更高的器件灵敏度,通过优化工艺参数提高了柔性热膜微传感器的电阻温度系数,使其达到了4.64×10-3/℃,并且保持了好的线性度。
- 马炳和赵建国邓进军苑伟政
- 关键词：镍电阻温度系数微加工
- 面向动态压力测量的微型压力传感器敏感结构被引量：2
- 2009年
- 围绕微型压力传感器的动态性能对压力敏感结构设计进行了研究。结合有限元分析,掌握了压阻式微型压力传感器的膜片形状、膜厚、膜片平面尺寸对于固有频率、灵敏度的影响规律,明确了固有频率、灵敏度与敏感结构形状尺寸间的关系。结合研发实例,利用时域暂态有限元分析,研究了不同厚度的正方形敏感膜片对于正弦、阶跃压力载荷的动态响应情况。研究表明,较小的敏感膜片平面尺寸、较大的膜片厚度有利于获得高的固有频率,从而得到较宽的工作频带、较快的响应速度。
- 任卫马炳和吕海峰
- 关键词：动态压力测量有限元微型压力传感器动态性能
- 基于MEMS技术的柔性Ni基热敏传感器阵列研制被引量：5
- 2009年
- 利用Ni材料的高电阻温度系数特性,结合MEMS微加工技术,研究开发了全柔性的Ni基热敏传感器及其阵列。对传感器阵列的材料选择、Ni薄膜电阻的特点以及制备工艺进行了研究。通过油浴升温和电流阶跃响应方法实现了对传感器重要静态、动态参数的测量。实验结果表明,该热敏电阻传感器在5～80℃范围内具有电阻温度系数高、热响应速度快的特点。该柔性传感器阵列可方便贴附于曲型表面,为温度、速度、剪应力等快速分布式低侵入测量提供了新型支持手段。
- 徐延光马炳和邓进军
- 关键词：热敏传感器电阻温度系数
