【摘 要】
:
基于隧穿磁阻效应的MEMS重力敏感器,由于高灵敏度、体积小、功耗低等优点,逐渐在高精度重力测量设备领域得到广泛应用。本文结合MEMS制造工艺,设计了隧穿磁阻式重力敏感器的结构和检测电路,并对静电力反馈闭环控制技术进行了研究,主要的研究内容及相关结论如下:(1)分析了隧穿磁电阻的优点并说明隧穿磁阻效应的原理,构建了隧穿磁阻式重力敏感器的基本力学模型,研究了研制的隧穿磁阻式重力敏感器的磁场产生原理和重
论文部分内容阅读
基于隧穿磁阻效应的MEMS重力敏感器,由于高灵敏度、体积小、功耗低等优点,逐渐在高精度重力测量设备领域得到广泛应用。本文结合MEMS制造工艺,设计了隧穿磁阻式重力敏感器的结构和检测电路,并对静电力反馈闭环控制技术进行了研究,主要的研究内容及相关结论如下:(1)分析了隧穿磁电阻的优点并说明隧穿磁阻效应的原理,构建了隧穿磁阻式重力敏感器的基本力学模型,研究了研制的隧穿磁阻式重力敏感器的磁场产生原理和重力加速度信号的检测原理。(2)设计了隧穿磁阻式重力敏感器结构,详细分析了隧穿磁阻式重力敏感器各部分结构设计、工作原理和整体结构特点;利用ANSYS软件对敏感质量块开展了静力学和模态仿真分析,优化连接梁结构参数;利用Maxwell软件对下基板组件进行了电磁学仿真分析,确定隧穿磁阻式重力敏感器达到较好工作状态时的电磁参数;建立了隧穿磁阻周围磁场强度与输入加速度的关系模型。根据仿真结果,隧穿磁阻式重力敏感器的量程为2g,灵敏度为5.413μm/g。(3)基于隧穿磁阻式重力敏感器的结构和检测原理,设计了信号检测电路方案。针对环境磁干扰问题,提出一种高频脉冲磁场调制方法,利用Maxwell软件进行仿真论证;基于高频磁场脉冲调制方法研究并设计了接口电路、前置放大电路和检波电路,利用Multisim软件对上述电路进行可行性仿真,并通过实验测试电路性能。(4)基于隧穿磁阻式重力敏感器的结构,研究了静电力反馈闭环工作原理,建立反馈控制的力学模型;研究了模拟式静电力反馈控制方法,设计了PI控制电路并利用Simulink建立静电力反馈控制仿真模型并分析了系统性能;研究了数字式静电力反馈控制方法,并基于FPGA设计了数字式反馈控制方案。本文开展的研究工作,为隧穿磁阻式重力敏感器的研制提供了一种实现方案,对未来的相关研究具有一定指导意义。
其他文献
随着监控技术的不断提高,越来越多的监控视频系统也相继出现,随之而来的是监控视频数量成倍的增长以及监控范围也越来广泛,而监控视频图像质量问题也引起了人们的重视,传统的监控视频质量评价往往是采取人工的方式,依据人的主观来判断异常类型,这种方式会造成极大的工作量,而且这种方式受很多因素的影响,如观察者的心理活动或知识背景等,这些会影响准确率。因此在监控视频系统中采用客观的视频图像质量评价方法进行检测视频
风能作为一种洁净无污染、易获得、储量巨大的可再生能源,近年来得到大力的利用和发展。但风能又具有间歇性和随机性,导致风电机组输出功率的波动性较大,随着风电装机容量的不断增大,大规模的风电并网对电网的电能质量造成影响。为保证风电机组的安全稳定运行,向电网提供高质量的电能输出,延长机组寿命,本文以双馈风力发电机组为研究对象,以最大风能捕获和平滑输出功率为目标,重点开展了对机组进行建模,提出一种基于改进人
2021年12月9日,美国国防部宣布,美国军方正式结束在伊拉克攻打极端组织"伊斯兰国"的作战任务,转而担任培训和顾问角色。此前2021年4月,据多家外媒报道,美国承诺从伊拉克撤出剩余作战部队。撤军是美国中东战略收缩的重要"里程碑",但这个碑不是光荣的标志,而是美国的中东甚至全球战略的"心头之痛"。伊拉克堪称美国中东战略的缩影。
多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)作为典型的持久性有机污染物,其污染底泥的修复一直是个亟待解决的难题。微生物催化多氯联苯的脱氯降解因具有成本效益高、环境可持续的特点而备受关注。在底泥环境中多氯联苯可以通过厌氧微生物催化实现还原脱氯降解。然而,多氯联苯的微生物降解具有位点特异性,受生物地球化学因素的影响机制尚不明晰。因此,明晰不同环境条件下多氯联苯的脱氯降解特征
作为低影响开发技术之一,生物滞留池在削减径流量、控制径流污染方面效果显著,但快速排水的特性使其对氮磷去除效果欠佳,对以抗生素为代表的水中新兴污染物去除效能尚不明晰。水环境中的抗生素长期存在,对微生物群落产生选择压力,诱导产生抗性基因(Atibiotic Resistance Genes,ARGs)。研究生活污水中抗生素的去除对于预防和治理该类污染物有重要意义。本实验构建了五类生物滞留池,分别为对照
在冷成型钢结构体系中,常见的轻钢龙骨体系属于分散承载体系,建筑空间布置不灵活,构件柔,节点刚度小,一般不用于多层及高层建筑。在本文中,采用新型组合截面构件和节点构造方式的冷成型钢框架结构,能够满足6层及以下的低、多层钢结构建筑要求,具有空间布置灵活、节点刚度大、安装制造简单等优势。在此新型组合截面冷成型钢框架结构中,梁-柱节点的构造形式和力学性能对整体结构性能的影响至关重要。因此,本文提出了四种新