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基于微测辐射热计读出电路的DAC设计 预览
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作者 蔡泓 +1 位作者 谢冬雪 黄伟奇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期17-20,24共5页
微测辐射热计受制作材料、工艺等因素的影响存在较大的不均匀性,导致探测信号失真。基于CSMC0.18μmMixSingalRF1P6M工艺设计了一个10位精度的R-2R倒梯形电阻网络数模转换器(DAC),为微测辐射热计读出电路提供可调节的偏置电压,补偿焦平... 微测辐射热计受制作材料、工艺等因素的影响存在较大的不均匀性,导致探测信号失真。基于CSMC0.18μmMixSingalRF1P6M工艺设计了一个10位精度的R-2R倒梯形电阻网络数模转换器(DAC),为微测辐射热计读出电路提供可调节的偏置电压,补偿焦平面阵列的非均匀性,提高成像质量。电路仿真结果显示,在3.3V电源电压下,DAC满量程功耗小于2mW。当采样频率为2MHz、输入频率为5.86kHz时,无杂散动态范围为75.9dB。微分非线性误差小于0.32LSB,积分非线性误差小于0.21LSB。 展开更多
关键词 微测辐射热计 读出电路 非均匀性 R-2R倒梯形电阻网络DAC
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用于气体传感器的微热板工艺流程与性能对比 预览 被引量:1
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作者 李中洲 余隽 +2 位作者 周君伟 耿万鑫 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第1期17-20,共4页
微热板式气体传感器具有功耗低、体积小和灵敏度高等优点,具有良好的产业化前景,而传感器芯片批量制造成品率与单芯片加工成本是其能否产业化的关键。在传感器芯片批量制造中引入成熟标准CMOS工艺,采用四臂支撑悬空结构,以钨为加热丝,... 微热板式气体传感器具有功耗低、体积小和灵敏度高等优点,具有良好的产业化前景,而传感器芯片批量制造成品率与单芯片加工成本是其能否产业化的关键。在传感器芯片批量制造中引入成熟标准CMOS工艺,采用四臂支撑悬空结构,以钨为加热丝,多层介质薄膜为机械支撑膜,顶层金属为气敏电极;作为对比,同时设计了MEMS工艺流程,制造了以铂为加热丝,PECVD氧化硅和氮化硅为机械支撑膜,黄金气敏电极的相同结构传感器芯片。对比了工艺成本和器件性能,CMOS微热板芯片的功耗、热响应、热稳定性以及成本等性能均达到甚至优于MEMS微热板水平。由于CMOS工艺线量产能力和加工精度均优于常见MEMS工艺线,因此单芯片成本更低,集成度更高,非常适合微热板式气体传感器阵列芯片的产业化生产制造。 展开更多
关键词 微热板气体传感器 标准CMOS工艺 MEMS工艺 热稳定性
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基于STM32和LTC6804的电池管理系统设计 预览 被引量:2
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作者 谢冬雪 +1 位作者 蔡泓 黄伟奇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第10期63-67,共5页
采用“主从式”的拓扑结构,设计了一种以STM32和LTC6804为核心的电池管理系统。两板间通过SPI进行通信,配合电流、电压、温度采集电路、均衡电路等,实现对12串锂电池组的管理,延长电池组使用寿命;同时用LabVIEW编写了上位机监控界面,可... 采用“主从式”的拓扑结构,设计了一种以STM32和LTC6804为核心的电池管理系统。两板间通过SPI进行通信,配合电流、电压、温度采集电路、均衡电路等,实现对12串锂电池组的管理,延长电池组使用寿命;同时用LabVIEW编写了上位机监控界面,可对电池管理系统采集的数据进行实时显示,对历史数据进行保存,以便后续的处理及分析。实验证明该管理系统有较高的精度,表明该系统的实用性和有效性。 展开更多
关键词 电池管理系统 STM32 LTC6804 LABVIEW
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基于微型传感器的近场辐射传热实验方法研究 预览
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作者 冯冲 张俊星 +2 位作者 施展 余隽 《传感器技术与应用》 2018年第1期21-30,共10页
面向二氧化硅(SiO2)材料开展了近场辐射传热实验测量方法研究,其核心工作是近场热辐射传感器设计。首先,基于电磁波理论以两个平行的SiO2平板为对象分析近场热辐射的特性并以此确定近场热辐射传感器的关键参数;其次,根据近场热辐射的作... 面向二氧化硅(SiO2)材料开展了近场辐射传热实验测量方法研究,其核心工作是近场热辐射传感器设计。首先,基于电磁波理论以两个平行的SiO2平板为对象分析近场热辐射的特性并以此确定近场热辐射传感器的关键参数;其次,根据近场热辐射的作用效果确定实验方案并设计相应的近场热辐射传感器;再次,基于经典传热理论确定实验模型,以及设计传感器的微加工工艺;最后,本实验方法在其他介质的近场辐射传热测量中的应用。 展开更多
关键词 微型传感器 二氧化硅 悬空薄膜 近场热辐射
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高性能集成锁相环中低失配电荷泵的设计 预览 被引量:1
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作者 施展 余隽 +2 位作者 蔡泓 冯冲 《电子与信息学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1472-1478,共7页
在分析电荷泵结构、工作原理和产生杂散机理的基础上,该文提出了一种低静态电流失配、低时序失配的高性能电荷泵。此电荷泵通过减小电荷泵开关过程中时序失配和电流失配,减小了高频锁相环中的抖动和杂散。基于中芯国际0.18μm CMOS射频... 在分析电荷泵结构、工作原理和产生杂散机理的基础上,该文提出了一种低静态电流失配、低时序失配的高性能电荷泵。此电荷泵通过减小电荷泵开关过程中时序失配和电流失配,减小了高频锁相环中的抖动和杂散。基于中芯国际0.18μm CMOS射频工艺技术和1.8 V电源电压,对采用此高性能电荷泵的锁相环进行了相位噪声仿真。仿真结果验证了这些锁相环具有低噪声特性:在480 MHz的输出频率下,二阶锁相环的周期抖动为1.05 ps,最大参考杂散为-121 dBc。 展开更多
关键词 集成电路 锁相环 抖动 参考杂散
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氧化锡气敏薄膜的喷墨打印技术研究 预览 被引量:2
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作者 杨英花 余隽 +2 位作者 吴昊 李中洲 《传感技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期496-499,共4页
喷墨打印技术具有无需掩膜图形化、室温加工、方便操作等优点。利用喷墨打印技术在微热板上打印SnO_2多孔薄膜。根据打印机的定位精度和微热板的悬空尺寸设计了打印图形,根据目标厚度确定打印层数,以及打印后的干燥工艺参数;通过扫描电... 喷墨打印技术具有无需掩膜图形化、室温加工、方便操作等优点。利用喷墨打印技术在微热板上打印SnO_2多孔薄膜。根据打印机的定位精度和微热板的悬空尺寸设计了打印图形,根据目标厚度确定打印层数,以及打印后的干燥工艺参数;通过扫描电镜对薄膜结构进行微观表征,敏感薄膜表面平整,成膜均匀;最后对其进行气敏测试,当微热板工作在250℃时,打印的SnO_2气敏薄膜对乙醇有良好的响应,检测到最低乙醇浓度为0.5×10~(-6),响应和恢复时间均在3 s左右。 展开更多
关键词 喷墨打印 气体传感器 微热板 气敏薄膜
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基于YSZ的钨酸铁氢气传感器气敏特性研究
7
作者 李月 李晓干 《中国科学:技术科学》 CSCD 北大核心 2017年第11期1207-1213,共7页
采用水热法合成了钨酸铁纳米材料,应用XRD和SEM对钨酸铁纳米材料进行了表征和分析,研制了一种基于YSZ的混合电位型FeWO4/YSZ/Pt氢气传感器.在500℃时,氧气浓度为10%条件下,基于YSZ的钨酸铁传感器对浓度80960 ppm的H2有着良好的气敏性能... 采用水热法合成了钨酸铁纳米材料,应用XRD和SEM对钨酸铁纳米材料进行了表征和分析,研制了一种基于YSZ的混合电位型FeWO4/YSZ/Pt氢气传感器.在500℃时,氧气浓度为10%条件下,基于YSZ的钨酸铁传感器对浓度80960 ppm的H2有着良好的气敏性能,并对CO,C3H8,NO2这些可能的干扰气体有着优异的选择性,传感器同时具有良好的重复性和一致性.与已有的MnWO4/YSZ/Pt和CdWO4/YSZ/Pt氢气传感器对比发现FeWO4/YSZ/Pt氢气传感器性能更佳. 展开更多
关键词 气体传感器 YSZ FeWO4 混合电位
基于可见光通信的水下可穿戴硬件系统设计 预览 被引量:1
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作者 张越 《光通信技术》 北大核心 2017年第1期12-14,共3页
在介绍通用输入输出接口进行光通信控制的基础上,分析和研究了光模块信息读取方式,给出了一个基于CC3200的水下功耗可见光通信实现方案,对该方案进行了仿真和实测,并分析了得到的结果。
关键词 可见光通信 传感器节点 水下无缆通信 CC3200 嵌入式系统
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面向微热板气体传感器的控温采集无线节点设计 预览
9
作者 梁家铭 余隽 +4 位作者 吴佳蕊 程春雨 吴昊 周君伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第12期44-48,共5页
微热板近年来被广泛应用到气体传感器领域。为了提高微热板式气体传感器工作的稳定性,文中设计了一种可控温WIFI采集传感器节点。它以CC3200为WIFI节点核心,结合Dut13微热板驱动芯片以及高速ADC和DAC模块实现对微热板气体传感器的无线... 微热板近年来被广泛应用到气体传感器领域。为了提高微热板式气体传感器工作的稳定性,文中设计了一种可控温WIFI采集传感器节点。它以CC3200为WIFI节点核心,结合Dut13微热板驱动芯片以及高速ADC和DAC模块实现对微热板气体传感器的无线控温和气敏信号采集。实验结果表明,在环境温度10~45℃范围内,微热板目标温度350℃以内,该节点的控温精度优于±4℃,节点平均总功耗小于350 m W。 展开更多
关键词 微热板式气体传感器 温度控制 无线传感器节点 CC3200
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微热板中微纳空气间隙传热特性研究 预览
10
作者 关经纬 黄正兴 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第5期9-12,15共5页
在微热板(MHP)的应用过程中,其本身的热特性是影响器件性能的重要因素之一,同时加热电极和衬底之间的气体间隙传热是影响MHP热特性的一个关键因素。采用标准CMOS工艺和简单的postCMOS工艺,设计制作了一种具有550 nm空气间隙的MHP,在... 在微热板(MHP)的应用过程中,其本身的热特性是影响器件性能的重要因素之一,同时加热电极和衬底之间的气体间隙传热是影响MHP热特性的一个关键因素。采用标准CMOS工艺和简单的postCMOS工艺,设计制作了一种具有550 nm空气间隙的MHP,在热稳态下利用MHP的自加热效应测得了空气间隙的传热热导,结果表明:截面积为35μm×35μm、厚550 nm的空气间隙的热导为6.74×10^-5W/K,MHP的整体热导为7.51×10^-5W/K,可见在MHP热耗散中,空气间隙传热占主导地位。 展开更多
关键词 微尺度 空气间隙 微热板 热传导
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比较法研究微细尺度氮化硅表面自然对流换热 预览
11
作者 黄正兴 关经纬 +2 位作者 吴昊 余隽 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第6期1287-1291,共5页
微细尺度的对流换热与常规尺度的有很大不同,采用比较法研究了微细尺度水平氮化硅表面空气自然对流换热的问题。利用标准CMOS工艺和简单的post-CMOS工艺制作出微热板(MHP)测试结构并实验测试,对测试方法的准确性进行了有限元仿真。结... 微细尺度的对流换热与常规尺度的有很大不同,采用比较法研究了微细尺度水平氮化硅表面空气自然对流换热的问题。利用标准CMOS工艺和简单的post-CMOS工艺制作出微热板(MHP)测试结构并实验测试,对测试方法的准确性进行了有限元仿真。结果表明:面积为43.5 mm×43.5 mm的水平氮化硅表面的自然对流的传热热导为2.63×10^-5W/K,由此计算出的自然对流系数高达1.39×10^4W/(m^2·K),远远高于常规尺度下空气自然对流系数。 展开更多
关键词 微细尺度 自然对流换热 比较法 微热板
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微传感器阵列多通道数据采集和处理系统 预览 被引量:30
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作者 李美花 闫卫平 +4 位作者 王颖 朱慧超 付强 赵阳 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期311-317,共7页
为提高气体传感器信号采集的实时性和精确度,利用MSP430设计了基于微传感器阵列的数据采集、传输、显示和存储系统,能够对多路微传感器信号进行采集,经信号衰减、A/D转换、串口通信传送到上位机进行接收和存储,并以折线图的方式进行实... 为提高气体传感器信号采集的实时性和精确度,利用MSP430设计了基于微传感器阵列的数据采集、传输、显示和存储系统,能够对多路微传感器信号进行采集,经信号衰减、A/D转换、串口通信传送到上位机进行接收和存储,并以折线图的方式进行实时显示。利用静态配气法配制了2.5×10^-2~2.5×10^-1mg/L乙醇气体,进行了连续实验。结果表明,该系统能连续、稳定地对多路传感器信号进行实时采集,平均测量误差为0.2%,具有实时性强、精度高、界面友好和成本低廉等优点。 展开更多
关键词 微传感器阵列 多通道数据采集和显示 静态配气法 串口通信
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基于P-SSHI接口电路的高效压电能量收集芯片设计 预览 被引量:1
13
作者 杨帆 +1 位作者 徐爱宝 蔡泓 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第11期27-30,66共5页
基于并联同步开关电感(P-SSHI)接口电路,设计了一种高效压电能量收集芯片。芯片包括P-SSHI电路、控制电路。芯片具有开关控制信号较少、控制电路结构简单、稳定性好的优点。输出端的设计能够有效抑制回流效应,提高了能量收集效率。... 基于并联同步开关电感(P-SSHI)接口电路,设计了一种高效压电能量收集芯片。芯片包括P-SSHI电路、控制电路。芯片具有开关控制信号较少、控制电路结构简单、稳定性好的优点。输出端的设计能够有效抑制回流效应,提高了能量收集效率。基于0.5μm CMOS工艺仿真结果显示:在相同激励下,该芯片收集的最大功率是传统AC-DC整流电路的10倍以上。 展开更多
关键词 压电振动 能量回收 P-SSHI电路 仿真
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一种用于无线传感网络的微小型平面天线 预览
14
作者 徐爱宝 杨帆 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2016年第2期139-144,共6页
针对多频天线结构复杂、尺寸较大的问题,采用圆形三开口谐振环超材料结构作为辐射贴片,设计了新型的适用于无线传感网络的微小型平面天线.研究了辐射贴片上的缝隙的尺寸、位置对频带特性的影响,优化后的天线尺寸仅为22.5mm×18mm... 针对多频天线结构复杂、尺寸较大的问题,采用圆形三开口谐振环超材料结构作为辐射贴片,设计了新型的适用于无线传感网络的微小型平面天线.研究了辐射贴片上的缝隙的尺寸、位置对频带特性的影响,优化后的天线尺寸仅为22.5mm×18mm×1.6mm,其电尺寸为0.18λ×0.144λ×0.013λ.实测频段为2.28~2.54GHz、3.23~3.55GHz、4.97~9.75GHz,覆盖了蓝牙、ZigBee、3.4GHz的WiMax频段,以及5GHz的WLAN频段,满足无线传感网络的通信需求.这款天线相比普通平面天线,尺寸减小了45%,且具有多频带、宽频带、体积小、结构简单、易集成等优点. 展开更多
关键词 无线传感网络 平面天线 微小型 三频带 超材料结构
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对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱研究 预览 被引量:2
15
作者 吕品 张绍成 《辽宁大学学报:自然科学版》 CAS 2016年第1期32-36,共5页
本文研究了对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱(XPS).通过对XPS O1s和Sn3d5/2分峰的分析证实了SnO_2-NiO纳米材料是氧化态.在SnO_2-NiO纳米材料的表面观察到了SnO_2、SnO、NiO和Ni_2O_3,而以SnO_2为主要成分,NiO... 本文研究了对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱(XPS).通过对XPS O1s和Sn3d5/2分峰的分析证实了SnO_2-NiO纳米材料是氧化态.在SnO_2-NiO纳米材料的表面观察到了SnO_2、SnO、NiO和Ni_2O_3,而以SnO_2为主要成分,NiO含量很低.由于掺杂了低浓度NiO使SnO_2-NiO纳米材料表面吸附氧的数量极大地增加,从而增加了材料表面反应活性点,进而使SnO_2-NiO纳米材料对痕量甲醛(HCHO)气体的气敏性能大大提高. 展开更多
关键词 X射线光电子谱 SnO2-NiO纳米材料 甲醛气体 吸附氧
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铜/石墨烯柱结构热导的分子动力学研究 预览 被引量:1
16
作者 王立莹 黄正兴 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第1期1-5,共5页
近年来,散热已经成为电子器件的一个重要课题,其中热界面材料受到人们的广泛重视。为了进一步改进热界面材料的性能,采用分子动力学方法计算了碳纳米管与石墨烯复合结构——石墨烯柱的热学特性。结果表明,结构的热学性能可以通过石... 近年来,散热已经成为电子器件的一个重要课题,其中热界面材料受到人们的广泛重视。为了进一步改进热界面材料的性能,采用分子动力学方法计算了碳纳米管与石墨烯复合结构——石墨烯柱的热学特性。结果表明,结构的热学性能可以通过石墨烯层间的纳米管数目加以调节,随着纳米管数目的增多,结构的热导增加并逐渐达到一个饱和值,该值比石墨烯结构的热导大了约50%。这个结果为热界面材料的进一步优化提供了重要的参考。 展开更多
关键词 导热性 石墨烯柱 分子动力学模拟
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基于温度调制的气体传感器动态信号识别研究 预览 被引量:2
17
作者 何爱香 +1 位作者 魏广芬 余隽 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第6期24-26,共3页
利用4只掺杂Pt的SnO2微热板气体传感器组成传感器阵列来识别三种不同的工业气体( CO, CH4和C2 H5 OH),传感器加热分别采用了三角波、正弦波、锯齿波和脉冲波四种温度调制模式。然后将得到的传感器动态响应信号进行短时傅里叶变换( ... 利用4只掺杂Pt的SnO2微热板气体传感器组成传感器阵列来识别三种不同的工业气体( CO, CH4和C2 H5 OH),传感器加热分别采用了三角波、正弦波、锯齿波和脉冲波四种温度调制模式。然后将得到的传感器动态响应信号进行短时傅里叶变换( STFT)提取特征信息,并结合主成分分析( PCA)方法将特征信息进行降维处理,发现调制周期对气体种类影响较小。最后利用决策树识别三种不同的气体,识别准确率较高。实验结果证明了该算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 传感器阵列 温度调制 短时傅里叶变换 模式识别
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可重构雷达信号脉冲压缩 预览
18
作者 孙大亮 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第5期1070-1075,共6页
为了实现雷达信号处理中的脉冲压缩,同时为了适应现代雷达对灵活性的要求,设计了一种基于Virtex-5FPGA的可动态重构的脉冲压缩系统。该系统应用局部动态重构技术,利用Xilinx公司的ISEl2.2、EDKl2.2、PlanAheadl2.2、System Genera... 为了实现雷达信号处理中的脉冲压缩,同时为了适应现代雷达对灵活性的要求,设计了一种基于Virtex-5FPGA的可动态重构的脉冲压缩系统。该系统应用局部动态重构技术,利用Xilinx公司的ISEl2.2、EDKl2.2、PlanAheadl2.2、System Generatorl2.2等相关工具,对其进行局部动态重构。结果表明,该系统将输出信号的信噪比提高了约25dB,脉冲宽度降低约40倍,并且能够实时实现不同的窗函数以适应不同环境。 展开更多
关键词 雷达信号处理 脉冲压缩 动态重构 FPGA
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微热板阵列式集成气体传感器的芯片电路设计 预览 被引量:2
19
作者 程义军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1620-1624,共5页
针对加热测温一体化集成微热板阵列气体传感器的需要,以微热板加热性能测试参数为依据,提出了一种基于微热板气体传感器阵列的单片集成方案。该方案包括由四个微热板构成的传感器阵列,加热驱动单元和信号采集单元。采用Hspice软件对加... 针对加热测温一体化集成微热板阵列气体传感器的需要,以微热板加热性能测试参数为依据,提出了一种基于微热板气体传感器阵列的单片集成方案。该方案包括由四个微热板构成的传感器阵列,加热驱动单元和信号采集单元。采用Hspice软件对加热驱动电路和信号采集电路进行设计,并进行了芯片电路系统的仿真。仿真结果表明实现了微热板的独立控温和信号的采集,验证了该方案的可行性和正确性。 展开更多
关键词 集成气体传感器阵列 单片集成 微热板 HSPICE 仿真分析
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硅微热板气体传感器应力调节系统设计与仿真 预览
20
作者 刘凯强 余隽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第12期4-7,共4页
将微热板与静电梳齿执行器结合,设计出一种恒温加热状态下调节气敏薄膜(SnO_2)应力的系统结构。采用有限元软件(COMSOL Multiphysics)仿真分析了不同温度下器件的形变、气敏薄膜中的应力分布及其调节范围。仿真结果表明,气敏薄膜中... 将微热板与静电梳齿执行器结合,设计出一种恒温加热状态下调节气敏薄膜(SnO_2)应力的系统结构。采用有限元软件(COMSOL Multiphysics)仿真分析了不同温度下器件的形变、气敏薄膜中的应力分布及其调节范围。仿真结果表明,气敏薄膜中的应力随着静电梳齿执行器驱动电压的升高而下降,成功实现对气敏薄膜中应力分布的调节,该结构可用于应力对薄膜气敏特性影响的研究。 展开更多
关键词 静电执行器 微热板 有限元 SnO2薄膜应力
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